УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЗА ИЗ ГАЗОВОЙ СМЕСИ Российский патент 1994 года по МПК B01D47/16 

Изобретение относится к области устройств для очистки смесей газов от вредных газообразных примесей и предназначено для использования в энергетике, химической и металлургической промышленности.

Известно устройство для удаления загрязнений из газа [1]. Оно имеет камеру с входом и выходом для газа и приспособление для распыливания жидкости в виде неперфорированного вращающегося диска и размещенного соосно с ним сопла для подачи жидкости. Однако распыл происходит в плоскости вращения диска, создавая "плоский" факел, что не обеспечивает достаточной интенсивности процесса.

Известно также устройство для разделения и очистки газа [2], которое содержит корпус с выходным патрубком газа, вихревую камеру и цилиндрическую камеру, подводящий газоход. Вихревая камера имеет вид ротора, выполненного с уплотнениями на стыке с цилиндрической камерой и сообщенного с последней через отверстия. Устройство содержит проставку-обтекатель в виде тела вращения и ввод жидкости, ориентированный в вихревую камеру.

Однако в устройстве недостаточна интенсивность процесса.

Технический результат изобретения - устранение отмеченных недостатков. Это достигается тем, что в устройстве для извлечения газа из газовой смеси, содержащем корпус с выходным патрубком газа, вихревую камеру, цилиндрическую камеру и подводящий газоход, вихревая камера выполнена в виде полого чашеобразного ротора, вращаемого от постороннего источника энергии, связанного через магнитожидкостные уплотнения с цилиндрической камерой, установленной концентрично вихревой камере и выполненной кольцеобразной, причем верхняя часть кольцевой цилиндрической камеры связана с компрессором для откачки извлеченного газа, а нижняя часть - с насосом, выход которого связан с вводом жидкости в вихревую камеру, при этом полости вихревой и цилиндрической камеры сообщаются через отверстия, выполненные в верхней части вихревой камеры. Как вариант, на подводящем газоходе неподвижно закреплена проставка-обтекатель в виде тела вращения, образующая с вихревой камерой кольцевой канал.

Выполнение вихревой камеры в виде полого чашеобразного ротора с отверстиями в верхней части, посредством которых он сообщается с полостью кольцевой цилиндрической камеры, обеспечение подводящего газохода проставкой составляет новизну предложенного устройства.

Устройство изображено на чертеже.

Устройство для извлечения газов из газовой смеси содержит корпус с выходным патрубком 1, подводящий газоход 2, вихревую камеру - полый чашеобразный ротор 3 с отверстиями 4, посредством которых он сообщается с внутренней полостью кольцевой цилиндрической камеры 5, верхняя часть которой связана с компрессором 6 для откачки извлеченного газа, а нижняя часть связана с насосом 7 для рециркуляции в процессе жидкости 8. Насос 7 связан с вводом 9 жидкости в вихревую камеру 3. Вихревая камера 3, отводящий патрубок 1 и цилиндрическая камера 5 связаны посредством магнитожидкостных уплотнений 10 и 11. Подводящий газоход 2 снабжен проставкойобтекателем 12. Стрелка 13 показывает направление движения смеси газов, а стрелка 14 - отходящих газов. Проставка 12 размещена с образованием кольцевого канала 15.

Привод ротора на чертеже не показан.

Для привода вращения ротора - вихревой камеры может быть использован индуктор линейного асинхронного двигателя, а для подвески ротора может быть использован воздушный подвес.

Устройство для извлечения газа из смеси работает следующим образом.

Смесь газов, включающая вредную примесь, например H₂S, подается в вихревую камеру - полый ротор 3. Туда же по вводу 9 подается жидкость 8, например газойль. Эта смесь закручивается, причем жидкость интенсивно разбрызгивается, многократно отражаясь от стенок ротора 3. Закрученная смесь под действием центробежных сил под большим давлением отбрасывается к стенкам ротора 3. Н₂S растворяется в газойле, чему способствует давление, созданное вращением ротора - вихревой камеры. При этом на стенках ротора 3 постоянно существует слой жидкости (газойля) с растворенным в ней газом H₂S. Часть жидкости, включающей растворенный в ней газ, все время продавливается через отверстия 4 в цилиндрическую камеру 5, где из жидкости выделяется очищенный (выделенный) газ и отводится компрессором 5, создающим в цилиндрической камере небольшое разряжение. Жидкость 8 насосом 7 снова подается во ввод 9. Между вращающимся ротором 3, цилиндрической камерой 5 и проставкой 12 имеются магнитожидкостные уплотнения (показаны схематически), которые не допускают попадания отходящих газов в цилиндрическую камеру 5. Отходящие газы отводятся через газоход 1 в направлении стрелки 14. Процесс выделения газа из смеси происходит непрерывно.

Что касается магнитожидкостного уплотнения, то данный тип выбран потому, что благодаря внутреннему трению в магнитной жидкости поглощается энергия нежелательных колебаний ротора при высоких скоростях вращения, а также гасятся паразитные вибрации при разгоне, останове и изменении скорости ротора, этот тип наиболее приемлем для конструкции, представленной на экспертизу (см. книгу В. Е. Фертмана "Магнитные жидкости". - Минск: Вышейшая школа. - 1988. - с. 110-115, 131-136).

Уплотнения 10 и 11 в процессе пылеулавливания не участвуют и служат также для герметизации полости ротора, т. е. удерживают перепад давлений между вихревой и цилиндрической камерами, заставляя продавливаться через перфорацию часть жидкости с растворенным в ней газом, а также выполняют роль магнитной смазки, преимуществом которой является увеличение вязкости смазочного слоя вследствие притяжения магнитных частиц к трущимся поверхностям ротора и корпуса, что немаловажно при высоких скоростях вращения ротора. Поверхностно-активное вещество, входящее в состав магнитной смазки, создает на поверхности гидрофобную пленку, что уменьшит коррозионный износ данного узла при мокрой очистке газа.

Использование: очистка смесей газов от вредных газообразных примесей. Сущность изобретения: устройство для извлечения газов из газовой смеси содержит корпус с выходным патрубком 1, подводящий газоход 2, вихревую камеру в виде полого ротора 3 с отверстиями 4, кольцевую цилиндрическую камеру 5, верхняя часть которой связана с компрессором 6, а нижняя - с насосом 7 для рециркуляции жидкости 8 во ввод 9, подающий жидкость в вихревую камеру 3. Отводящий газоход 1, вихревая 3 и цилиндрическая 5 камеры связаны посредством магнитожидкостных уплотнений 10 и 11. Подводящий газоход 2 снабжен проставкой - обтекателем 12. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЗА ИЗ ГАЗОВОЙ СМЕСИ, содержащее корпус с выходным патрубком газа, концентрично размещенные цилиндрическую камеру и вихревую камеру, выполненную в виде приводного полого ротора, связанную через уплотнения с цилиндрической камерой и сообщенную с последней через отверстия, подводящий газоход, проставку-обтекатель в виде тела вращения и ввод жидкости, ориентированный в вихревую камеру, отличающееся тем, что оно снабжено компрессором откачки газа, размещенным на выходе из верхней части цилиндрической камеры, при этом ротор вихревой камеры выполнен чашеобразным, цилиндрическая камера выполнена кольцеобразной и сообщена нижней частью через насос с вводом жидкости, отверстия выполнены в верхней части полого чашеобразного ротора, а уплотнения выполнены магнитожидкостными и размещены с ограничением участка перфорации ротора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что проставка-обтекатель неподвижно закреплена на подводящем газоходе с образованием по отношению к вихревой камере кольцевого канала.