Установка для очистки газовых потоков от паров растворителей

Установка для очистки газовых потоков от паров растворителей

Реферат

 

Изобретение относится к технике очистки парогазовых потоков и выделения из них паров с целью дальнейшего применения и может быть использовано в машиностроении, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности. Очистку газов ведут в установке для очистки газовых потоков от паров растворителей, включающей камеру с газовпуском, на котором расположен огнепреградитель и технологические направляющие для газового потока, газовыпуском, сливным патрубком, патрубком подачи криогенной жидкости, греющим теплообменником и технологическим направляющим для криогенной жидкости. Внутри верхней части камеры на входе очищаемого газа установлен контактный теплообменник в виде перевернутого усеченного конуса, большее основание которого крепится к верхнему днищу камеры через проставку-коллектор, выполненный в виде коаксиальных цилиндров, из которых внутренний имеет тангенциальные каналы для ввода криогенной жидкости, к центру верхнего днища камеры присоединен газовпускной патрубок с центробежным завихрителем, который располагается внутри контактного теплообменника и снабжен технологическими направляющими, выходное отверстие контактного теплообменника заканчивается расширяющимся насадкам, к наружной стороне контактного теплообменника (на уровне критического сечения прикреплен) внутренний край конического фильтра, наружный край которого прикреплен к внутренней стенке камеры, при этом камера служит сборником кристаллизованного растворителя, а нижняя часть ее - узлом плавления. 3 ил.

Изобретение относится к технике очистки паров, и выделения из ник паров с целью дальнейшего применения и может быть использовано в машиностроении, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Известно воздухоочистное устройство, содержащее теплообменник с вертикальными профилированными пластинами, образующими каналы для очищаемого воздуха и хладагента, снабженное инжекторами водяного пара и жидкого азота, установленными в каналах очищаемого воздуха, и термостатической отводящей камерой с ленточным транспортером, размещенной под пластинами, магнитострикционными вибраторами и нижними крышками, установленными с возможностью углового поворота, при этом инжекторы и крышки снабжены покрытием из антиадгезионного материала [1].

Основными недостатками устройства являются наличие требования о предварительной подготовки воздуха перед очисткой, возможность уноса аэрозольных кристаллов загрязнений, ввиду отсутствия устройства для их задержки, негерметичность данного воздухоочистного устройства в месте удаления уловленных кристаллизованных загрязнений.

Известен фильтр для очистки газов, включающий корпус с расположенным внутри него теплообменником, на стенках которого установлена емкость для жидкого азота и внутренние стенки которого снабжены теплоизолирующими кольцевыми прокладками сустановленными между ними металлическими сетками [2].

Недостатками фильтра являются отсутствие средств, исключающих намерзание примесей на стенках теплообменника, и сборника для уловленных загрязнений.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является приспособление для очистки отработанных газов из емкостей и промышленных установок, состоящее из камеры, работающей под давлением, содержашей газовпуск и газовыпуск, причем впускное приспособление присоединено к камере тангенциально через предотвратитель детонации, камера обеспечена нагревавшими приспособлениями, содержит газовыпуск с нагревательным приспособлением и тангенциально введенные дозы для подачи в камеру инертного газа в жидком состоянии, внутри камеры и на газовыпуске установлены направлявшие [3].

К недостаткам данного приспособления относятся повышенный расход криогенной жидкости, идущей охлаждение газа, конденсацию паров растворителей и на охлаждение обогреваемых стенок камеры, применение теплоносителя для обогрева стенок камеры и газовыпуска, унос паров и аэрозольных кристаллов загрязнений с потоком газов через газовыпуск.

Технической задачей изобретения является уменьшение расхода криогенной жидкости, исключение теплоносителя для обогрева и повышение степени очистки газов от паров растворителей.

Задача достигается тем, что очистку газов от паров растворителей ведут в установке, включавшей камеру с газовпуском, на котором расположен огнепреградитель и технологические направляющие для газового потока, газовыпуском, сливным патрубком, патрубком подачи криогенной жидкости, греющим теплообменником и технологическим направлявшим для криогенной жидкости.

Внутри верхней части камеры на входе очищаемого газа установлен контактный теплообменник в виде перевернутого усеченного конуса, большее основание которого крепится к верхнему днищу камеры через проставку-коллектор, выполненный в виде коаксиальных цилиндров, из которых внутренний имеет тангенциальные каналы для ввода криогенной жидкости; к центру верхнего днища камеры присоединен газовпускной патрубок с центробежным завихрителем, который располагается внутри контактного теплообменника и снабжен технологическими направляющими; выходное отверстие контактного теплообменника заканчивается расширявшимся насадком; к наружной стороне контактного теплообменника (на уровне критического сечения), прикреплен внутренний край конического Фильтра, наружный край которого прикреплен к внутренней стенке камеры; камера служит сборником кристаллизованного растворителя, а нижняя часть ее - узлом плавления.

На Фиг. 1 представлен общий вид установки для очистки газовых потоков от паров растворителей; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - выносной элемент 1.

Установка для очистки газовые потоков от паров растворителей содержит герметичную камеру 1, являющуюся одновременно сборником уловленного кристаллизованного растворителя, на верхнем днище 2 которой расположен патрубок ввода газового потока на очистку - газовпуск 3 с огнепреградителем 4 и технологическими направляющими 5. Для удаления очищенные газов служит патрубок вывода - газовыпуск 6. Удаление уловленного растворителя осуществляется через сливной патрубок 7 в нижней части камеры. На верхнем днище 2 расположен патрубок 8 подачи криогенной жидкости. Внутри, в нижней части, камера 1 оснащена греющим теплообменником 9, являющимся составной частью узла плавления.

К верхнему днищу 2, с внутренней стороны, прикреплен контактный теплообменник 10, сделанный в виде перевернутого усеченного конуса, большее основание которого крепится к проставке-коллектору 11, выполненному в виде коаксиальные цилиндров, из которые внутренний 12 имеет пояса тангенциальные каналов 13 для ввода криогенной жидкости в зону контакта с очищаемым газом. В свою очередь, проставка-коллектор присоединен к внутренней стороне верхнего днища 2 камеры 1. Соединения выполнены любым известным способом, например сваркой. Внутренняя стенка конического контактного теплообменника 10 служит для Формирования скоростного пристеночного потока испаряющейся пленки криогенной жидкости и обеспечения ее неразрывности с сохранением касательной составляющей скорости, что гарантирует исключение намерзания кристаллов улавливаемого растворителя. В нижней части конический контактный теплообменник 10 заканчивается расширяющимся насадкам 14, предназначенным для снижения скорости потока суспензии и исключения попадания остатков криогенной жидкости на фильтр 15. перед тангенциальными каналами 13 проставки-коллектора 11 расположен технологический направляющий 16.

На выходе газового потока из газовпуска 3 смонтирован центробежный завихритель 17 с технологическими направляющими 5 для интенсификации процесса теплообмена, причем центробежный завихритель располагается внутри контактного теплообменника 10.

В проходном сечении между контактным теплообменником 10 и внутренней поверхностью камеры 1 на пути охлажденного газового потока в выпускной патрубок 6 установлен конический фильтр 15, внутренний край которого прикреплен к наружной стороне теплообменника 10 на уровне критического сечения, а внешний край - к внутренней стенке камеры 1, что уменьшает размеры камеры и увеличивает полезную площадь фильтра, способствует возникновению колебаний, самоочищающих фильтр.

В нижней части камеры 1 у сливного патрубка 7 установлен фильтр 16, препятствующий проскоку кристаллов уловленного растворителя при его сливе, после расплавления в процессе работы установки.

В патрубке вывода очищенные газов 6, у расширявшегося насадка 14 и в зоне накопления растворителя установлены датчики температуры 19.

Установка для очистки газовых потоков от паров растворителей работает следующим образом.

Подлежащий очистке газовый поток вводится в контактный теплообменник 10 через газовпуск 3, огнепреградитель 4 и центробежный завихритель 17.

Криогенная жидкость, например жидкий азот, вводится в контактный теплообменник 10 через патрубок 8, коллектор 11 и тангенциальные каналы 13. Технологический направлявший 16 ориентирует поток криогенной жидкости во внутрипристеночную область контактного теплообменника 10, при этом происходит интенсивный теплообмен между потоком испарявшейся криогенной жидкости и, закрученным технологическими направлявшими 5 центробежного завихрителя 17, газовым потоком. Кроме того, происходит быстрая кристаллизация паров растворителя, содержащегося в потоке газа, образование суспензии из кристаллов растворителя в криогенной жидкости, и аэрозоля из кристаллов растворителя в очищаемом газе и испарившейся криогенной жидкости. Образовавшиеся в контактном теплообменнике 10 суспензия в пристеночном потоке и аэрозоль, пройдя критическое сечение (наиболее узкую часть) и расширявшийся насадок 14, поступает в нижнюю часть камеры 1, одновременно являвшейся сборником. Неиспарившаяся в теплообменнике криогенная жидкость продолжает испаряться в камере 1, поддерживая внутри нее необходимую для исключения преждевременного плавления кристаллов температуру.

Кристаллизованный растворитель, содержащийся в суспензии, накапливается в камере 1, а кристаллизованный растворитель, содержащийся в аэрозоли, удерживается кольцевым фильтром 15, откуда динамическим воздействием газового потока, вызывавшего колебания Фильтра 15, стряхивается в камеру 1. Очищенный газ и газифицировавшая криогенная жидкость, пройдя через фильтр 15, удаляются через патрубок вывода 6.

В процессе очистки газового потока уловленный кристаллизованный растворитель подвергают плавлению в нижней части камеры 1 узлом плавления, содержащим греющий теплообменник 9. Слив расплавленного растворителя производят через фильтр 16 и патрубок 7.

С помощью датчиков температуры 18 контролируют вывод установки на рабочий режим и процесс очистки.

Источники, принятые во внимание при составлении заявки 1. Авторское свидетельство СССР N 767475, кл. F 25 J 3/08, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР N 892153, кл. F 25 J 5/00, 1980.

3. Патент ФРГ N 23 16570 C2, кл. B 01 D 5/00, 1973.

Формула изобретения

Установка для очистки газовых потоков от паров растворителей, включающая камеру с газовпуском, на котором расположен огнепреградитель и технологические направляющие для газового потока, газовыпуском, сливным патрубком, патрубком подачи криогенной жидкости, греющим теплообменником и технологическим направляющим для криогенной жидкости, отличающаяся тем, что внутри верхней части камеры на входе очищаемого газа установлен контактный теплообменник в виде перевернутого усеченного конуса, большее основание которого прикреплено к верхнему днищу камеры через проставку-коллектор, выполненный в виде коаксиальных цилиндров, из которых внутренний имеет тангенциальные каналы для ввода криогенной жидкости, к центру верхнего днища камеры присоединен газовпускной патрубок с центробежным завихрителем, который расположен внутри контактного теплообменника и снабжен технологическими направляющими, выходное отверстие контактного теплообменника заканчивается расширяющимся насадком, к наружной стороне контактного теплообменника на уровне критического сечения прикреплен внутренний край конического фильтра, наружный край которого прикреплен к внутренней стенке камеры, камера служит сборником кристаллизованного растворителя, а нижняя часть ее имеет узел плавления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3