Аппарат для очистки газа

Аппарат для очистки газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА, включающий корпус с тангенциальным л./пж, , пзовов fetu - - HtfMHf/nepUf чагтчц . H fuffttfrt fftix Mv tfermf газопроводящим патрубком, разделенный перегородкой на мокрьй пылеуловитель , содержащий бункер сбора жидкости , ороситель, сепарационное устройство , и циклон с центральной трубой, отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности очистки, он снабжен установленной с зазором к стенкам корпуса горизонтальной перегородкой с центральным отверстием и размещенньм на ней закручивающим устройством, выполненным в виде кольца, к нижней стороне которогЬ тангенциально прикреплены лопатки, при этом закручивающее устройство соединено с центральной трубой. { СО Xvffirffc/Tr или mufivt чвствуч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) В 01 D 47 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авторскому свидетельств

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2i) 3557663/23-26 (22) 28.02.83 (46) 07.06.84. Бюл. N. 21 (72} И.И. Поникаров, В.А, Булкин, В.В. Алексеев и P.З. Латфуллин (71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. С.M. Кирова (53) 621.928.9(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 645684, кл. В 01 D 47/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 567473, кл. В 01 D 47/10, 1974. (54) (57) 1. АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА, включающий корпус с тангенциальным газопроводящим патрубком,,разделенныи перегородкой на мокрый пылеуловитель, содержащий бункер сбора жидкости, ороситель, сепарационное устройство, и циклон с центральной трубой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, он снабжен установленной с зазором к стенкам корпуса горизонтальной перегородкой с центральным отверстием и размещенным на ней закручивающим устройством, выполненным в виде кольца, к нижней стороне которого тангенциально прикреплены лопатки, при этом закручивающее устройство соединено с центральной трубой.

1095964

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а- 3. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что сепарационное ю шийся тем, что ороситель выустройство выполнено в виде цилиндри- .полнен в виде перфорированной ческой обечайки с отбортованными во внеш- трубы, установленной по оси корнюю сторону соплообразными отверстиями. пуса °

1О

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является аппарат для очистки газа, включающий корпус с тангенциальным газопроводящим патрубком, разделенный перегородкой на мокрый пылеуловитель, содержащий бункер. сбора"жидкости, ороситель, сепарационное устройство и циклон с центральной трубой t:23, Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для тонкой очистки газа от твердых или жидких частиц, | и может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности, где необходима очистка газа от твердых или жидких частиц широкой фракции.

Известен также аппарат, совмещающий сухую и мокрую очистку газа, содержащий частично заполненный жидкостью корпус с входным и выходным патрубками, центробежную камеру, снабженную обтекателем и статическим закручивателем, установленным с внешней стороны обтекателя, устройство Вентури, нижний конец которого ,снабжен перфорированным цилиндром, погруженным в жидкость оросителя, выполненного в виде резервуара с коническим перфорированным днищем, и форсунку (i l.

Недостатками данного аппарата являются его высокое гидравлическое сопротивление, обусловленное многократными поворотами газового потока на 180, большие габариты и большая высота аппарата для первой (сухой) стадии очистки, недостаточная эффективность мокрой стадии, так как имеет место только пленочное взаимодействие газа с жидкостью, что приводит к проскоку частиц твердой фазы малых размеров в центральной части аппарата. 35

Недостатком известного устройства является низкая эффективность очистки.

Предварительная очистка газов от частиц осуществляется в этом аппарате в поле центробежных сил как и в обычном "сухом" циклоне, что позволяет отделить только крупные частицы.

Основная же масса частиц должна отделяться на мокрой стадии очистки, что снижает общую эффективность аппарата. Указанный недостаток обусловлен тем, что на стадии сухой очистки наблюдается вынос мелких частиц пыли из бункера осевым вторичным вихрем.

Недостаточная эффективность мокрой стадии очистки газа в известном устройстве обусловлена не только высокой остаточной концентрацией примесей после сухой стадии очистки, но и неравномерным распределением капель орошающей жидкости в сопле из-за несовершенства узла подачи жидкости, а также малым временем взаимодействия частиц пыли с жидкостью. Окончательное отделение жидких и твердых частиц осуществляется на сепараторе инерционного типа, что значительно ограничивает производительность устройства по газу, так как инерционные сепараторы при увеличении расхода значительно снижают эффективность, при этом резко возрастает гидравлическое сопротивление.

Цель изобретения — повышение эффективности очистки.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат для очистки газа, включающий корпус с тангенциальным газоподводящим патрубком, разделенный перегородкой на мокрый пылеуловитель, содержащий бункер сбора жидкости, ороситель, сепарирующее устройство и циклон с центральной трубой, снабжен установленной с зазором к стенкам з 1095964 о корпуса горизонтальной перегородкой с центральным отверстием и размещенным на ней закручивающим устройством, выполненным в виде кольца, к нижней стороне которого тангенциально прикреплены лопатки . при этом закручивающее устройство соединено с центральной трубой.

Целесообразно сепарационное устройство выполнить в виде цилиндрической обечайки с отбортованными во внешнюю сторону соплообраэными отверстиями, Целесообразно также ороситель выполнить в виде перфорированной трубы, установленной по оси корпуса.

На фиг. 1 представлен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1. 20

Аппарат для очистки газа состоит из ступенчатого цилиндрического корпуса, разделенного перегородкой 1 на мокрый пылеуловитель 2 и циклон 3, который снабжен входным тангенциальным патрубком 4.

Внутри корпуса аппарата соосно установлена центральная труба 5.

Полость циклона 3 разделена горизонтальной перегородкой 6 на нижнюю часть — бункер сбора твердой фазы и верхнюю часть — сепарационную. Перегородка 6 установлена по отношению к корпусу с зазором 7 и снабжена центральным отверстием 8. В верхней 3s части центральной трубы 5 закреплен дырчатый сепаратор 9, выполненный в виде цилиндрической обечайки с отбортованными во внешнюю сторону соплообразными отверстиями. Внутри дыр- 40 чатого сепаратора 9 соосно с ним установлен ороситель 10, выполненный в виде трубы с отверстиями 11 для подачи жидкости, поступающей через патрубок 12. Кольцевое пространство <5 над перегородкой 1, образованное между корпусом мокрого пылеуловителя 2 и центральной трубой 5, образует бункер 13 для сбора жидкости. В нижней части бункера 13 расположен патрубок

14 для слива шлама. На перегородке 6 установлено закручивающее устройство

15, выполненное в виде кольца, к нижней стороне которого тангенциально прикреплены лопатки 16, и соединенное с центральной трубой 5.

Аппарат для очистки газа работает следующим образом.

Газовый поток, содержащий твердые или жидкие частицы, поступает в àïïàрат через тангенциальный патрубок 4 в верхнюю полость циклона 3 и получает вращательное движение. Благодаря интенсивному вращательному движению за счет центробежных сил происходит сепарация твердых или жидких частиц более крупных размеров на стенку корпуса циклона 3. Под действием гравитационных и аэродинамических сил байпасного потока частицы попадают в бункер для сбора твердой фазы через кольцевой зазор 7, образованный между корпусом циклона 3 и горизонтальной перегородкой 6. Наличие горизонтальной перегородки 6 снижает продольное перемешивание газа в бункере за счет исключения вторичных осевых вихрей, что способствует повышению эффективности очистки и отделению более мелких частиц. Байпасный поток газа покидает бункер через центральное отверстие 8 и смешивается в центральной трубе с основным потоком, поступающим через лопатки 16 эакручивающего устройства 15. Основной газовый поток, очищенный от крупной фракции частиц, проходя лопатки 16 многозаходного тангенциального закручивающего устройства 15, попадает в центральную трубу 5. Через центральную трубу 5 газовый поток, содержащий неуловленные фракции мелких частиц, направляется на мокрую стадию очистки

Наличие устройства 15 позволяет создать симметрично закрученный поток с интенсивным аэродинамическим режимом движения, имеющим на входе в центральную трубу 5 неравномерный по радиусу профиль скоростного поля квазитвердого вращения и зону пониженного давления в ядре потока. 3она пониженного давления способствует организации байпасного потока газа через кольцевой зазор 7 и отвода его в основной поток из бункера ,через отверстие 8.

Жидкость -для орошения поступает в мокрый пыпеуловитель 2 через патрубок 12 в ороситель 10 и впрыскивается через отверстия 11 в контактную зону аппарата.

При встрече с высокоскоростным потоком газа струи жидкости дробятся на капли. Причем наблюдается многократное дробление капель. Выполне1095964

20 ние оросителя 10 в виде трубы с отверстиями 11 позволяет перекрыть все проходное сечение аппарата мелкодисперсной завесой жидкости по всей высоте мокрого пылеуловителя 2. 5

Расположение оросителя 10 в центральной части мокрого пылеуловителя спососбствует явлению эжекции струи жидкости через отверстия и сохранению его энергии вследствие наличия зоны пониженного давления в этой области. Кроме того, центрально расположенный ороситель перекрывает зону обратных токов по оси аппарата, что исключает подсос очищенного газа из верхней части аппарата и улучшает движение байпасного потока. Этот же эффект снижает общие гидравлические потери на мокрой стадии очистки.

На мокрой стадии очистка газа происходит за счет его фильтрации через слой мелкодисперсных капель орошающей жидкости. Частицы твердой фазы соударяются с каплями жидкости и осаждаются на них. Равномерно закрученный поток газа способствует эффектИвному взаимодействию газа с тонкодисперсным распыпом жидкости.

Благодаря этому образуется большая поверхность взаимодействия, интенсив- З0 ная диффузия и осаждение твердых частиц на поверхности капель жидкости во всем обьеме аппарата.

Такая организация движения закрученного потока газа совместно с каплями жидкости увеличивает время взаимодействия газового потока с жидкостью, что способствует повьппению эффективности его очистки.

Капли жидкости с осажденными на 40 них частицами под действием началь- ной радиальной скорости и центробежных сил закрученного потока оседают на сепарационное устройство 9 и образуют пленку. Образованная на сепарационном устройстве 9 пленка жидкости постоянно "бомбардируется" каплями жидкости, что дополнительно создает хорошие условия для интенсификации процесса очистки в пристен,ной области. Пленка жидкости, находящаяся на сепарационном устройстве 9, под действием центробежной силы продавливается через соплообразные отверстия в кольцевое пространство, образованное между корпусом мокрого пылеуловителя 2 и сепарационным устройством, откуда свободно стекает по внутренней стенке корпуса мокрого пылеуловителя 2 в бункер 13 сбора жидкости. Из бункера 13 жидкость в виде шлама отводится через патрубок 14.

Отличительной особенностью такой конструкции сепарационного устройства является то, что в ней использован принцип изоляции фаз после контакта, приводящей к тому, что в каждом сечении контакт газа происходит со свежей жидкостью. Последнее обеспечивает более высокую степень очистки и предотвращает вторичный унос отработанной жидкости газовым потоком.

Газ, очищенный от примесей, отводится через верхнюю часть аппарата.

Предлагаемый аппарат для очистки газа позволяет при относительно невысоких значениях гидравлического сопротивления (от 2 до 10 кПа) и небольших габаритах повысить степень очистки газа за счет хорошего перекрытия сечения аппарата жидкостной завесой (увеличиваются поверхности контакта фаз) и последующей сепара-.. ции капель на сепарационном устройстве.

Так, например, применение предлагаемого аппарата в процессе очистки паров ацетона позволит увеличить степень очистки до 98-99Х. При этом гидравлическое сопротивление аппарата по сравнению с прототипом не возраспает.

1095964 ,4- A

Фи . 2

Составитель Т. Леднева

Редактор П. Макаревич Техред А.Кикемезей Корректор Л.Шеньо

Заказ 3672/2 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППН "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4