СКРУББЕР Российский патент 1995 года по МПК B01D47/14 

Изобретение относится к теплообменной и пылегазовентиляционной технике и может быть использовано во всех отраслях промышленности для глубокой очистки газов от пыли и газообразных примесей, а также для осуществления тепло- и массообмена между жидкостями и газами.

Наиболее близким к изобретению является скруббер, включающий корпус, частично заполненный жидкостью, частично заглубленный в газоприемник и разделенный на верхние и нижние камеры, элементы плавающей насадки, распределители жидкости, полую открытую снизу цилиндроконическую осевую вставку, кольцевую бесфорсуночную трубу Вентури, каплеуловители, газоприемник и патрубки подачи и отвода газов и жидкостей.

Недостатком этого устройства является зарастание стенок трубы Вентури осадками и падение эффективности из-за этого, так как возрастает сопротивление и требуется периодическая остановка аппарата для ручной трудоемкой очистки.

Цель изобретения повышение эффективности тепло- и массообмена и очистки газов за счет исключения зарастания стенок трубы Вентури осадками.

Цель достигается тем, что:
1. Скруббер, содержащий корпус, частично заполненный жидкостью, частично заглубленный в газоприемник и разделенный на верхнюю и нижнюю камеры, элементы подвижной плавающей насадки, распределители жидкости, кольцевую бесфорсуночную трубу Вентури, ориентированную к поверхности жидкости, размещенную соосно с корпусом, с заглублением в обе камеры, полую осевую цилиндроконическую вставку с верхней крышкой и открытым нижним торцом, каплеуловители, патрубки подачи и отвода газов и жидкости, снабжен перегородкой, размещенной между верхней и нижней камерами, сетчатыми мешками, частично заполненными насадкой, турбулизаторами, шлюзовым устройством, гидрозатвором и установленным с зазором над цилиндрической вставкой полым усеченным конусом с перепускными трубами для насадки, заполненными насадкой, при этом нижняя камера и цилиндроконическая вставка выполнены с отверстиями ниже перегородки, насадка имеет различную плотность, а нижние концы перепускных труб для насадки погружены в слой жидкости корпуса под трубой Вентури.

2. В скруббере полый усеченный конус установлен большим основанием вниз, с наклоном к горизонту и с зазором, меньшим размера насадки к стенке корпуса.

3. В скруббере полый усеченный конус установлен меньшим основанием вниз, с зазором меньшим размера насадки к крышке цилиндрической вставки, а перепускные трубы для насадки пропущены через крышку с выступанием открытого верхнего конца над ней.

Установка сепаратора позволила организовать циркуляцию насадки через трубу Вентури и тем самым исключить инкрустацию ее стенок. Преодоление столба жидкости в нижней части переточных труб происходит за счет веса насадки, заполнившей эти трубы.

На фиг. 1 и 2 изображен скруббер применительно к процессу охлаждения растворов цинковых электролитов воздухом.

Скруббер включает шлюзовое устройство 1 с краном 2, трубой 3 и люками 4 и соединенное с газоприемником 5, который имеет патрубок подачи газов 6 и гидрозатвор 7. Устройство имеет корпус 8, разделенный перегородкой 9 на две камеры 10 и 11. Над верхней камерой 10 установлены каплеуловители 12 с патрубками 13 отвода газов, а внутри камеры 10 расположены распределители 14 жидкости (нейтрального электролита), подвижная насадка в сетчатых частично заполненных мешках 15, закрепленных с провисанием на ограничительной раме (не показана), осевая цилиндроконическая вставка 16 с крышкой 36, козырьком 17 и отверстиями 18, козырек 19, турбулизаторы 20, люки 21 и труба Вентури 22, выполненная с зазором 23 к корпусу и зазором 24 к осевой вставке, кольцевые емкости 25 и 26 охлажденной смеси электролитов, снабженные переточным 27 патрубком и патрубком 28 отвода жидкости. В корпусе 8 нижней камеры 11 имеются отверстия 29, патрубок 30 подачи жидкости (отработанного электролита) и переливные трубы 31, в камере 11 размещен низ трубы Вентури 22 и плавающая насадка 32. Над трубой Вентури 22 меньшим основанием вниз установлен полый открытый с обоих концов усеченный конус 33 с перепускными трубами 34 с зазором 35 по отношению к крышке 36. Конус может быть установлен большим основанием вниз и с зазором 37 по отношению к корпусу (фиг. 2).

Скруббер работает следующим образом.

Элементы плавающей насадки 32 загружаются навалом в нижнюю камеру 11. Через распределители 14 и патрубок 30 включается подача нейтрального и отработанного электролита, а через патрубок 6 подача воздуха. Этот воздух через открытый нижний конец осевой вставки 16 и через отверстия 18 и 29 входит в нижнюю камеру 11, захватывает элементы насадки 32 и через трубу Вентури 22 вносит их в верхнюю камеру 10, где они под действием расширяющейся после трубы Вентури струи воздуха и за счет наклонных струй, вытекающих из турбулизаторов 20, приобретают хаотическое движение с общим вращением в горизонтальной плоскости по кругу. Когда уровень электролита в нижней камере 11 приблизится к конфузору трубы Вентури 22, начинается отрыв и дробление жидкости воздухом с последующим движением через нее газожидкостной смеси. Зазор между зеркалом жидкости в камере 11 и низом трубы Вентури 22 самоустанавливается и зависит от расходов как газов, так и жидкости. В процессе отрыва, дробления и движения отработанного электролита через трубу Вентури 22 происходит основная доля (80-90%) процесса тепло- и массообмена между воздухом и отработанным электролитом. Остальная доля тепло- и массообмена происходит при движении газожидкостной фазы через слой турбулизированной псевдоожиженной насадкой 32 над трубой Вентури 22.

Из слоя псевдоожиженной насадки 32 жидкость выводится, в основном по стенкам корпуса 8 и осевой вставки 16. Воздух, освобожденный от основной массы жидкости, входит в слой слабоподвижной насадки, размещенной в частично заполненных сетчатых мешках 15, где вступает в контакт с более горячим нейтральным электролитом, охлаждает его, а сам, нагревшись и донасытившись влагой, через каплеуловители 12 и патрубки 13 выходит в атмосферу.

Охлажденный нейтральный электролит струями по местам крепления сетчатых мешков и по стенкам корпуса 8 стекает в псевдоожиженный слой насадки 32. При этом жидкость, достигая стенок корпуса 8 и осевой вставки 16, стекает по ним вниз и козырьками 17 и 19 вводится противотоком в газо-насадочно-жидкостный поток в виде струй и капель, что способствует доохлаждению смеси электролитов.

В процессе смещения нейтрального и отработанного электролитов происходит высаливание гипса на всех контактирующих поверхностях. Хаотическое движение элементов насадки 32 способствует очистке всех поверхностей с переводом осадков гипса в виде тонкодисперсной песчаной взвеси в стекающие вниз потоки жидкости.

Охлажденная смесь электролитов собирается в кольцевые емкости 25 и 26 и вместе с гипсом выводится из скруббера через патрубки 27 и 28. Элементы "тяжелой" плавающей насадки частично погружаются в верхний слой охлажденной смеси электролитов и способствует очистке поверхностей кольцевых емкостей 25 и 26 от осадков.

Часть насадки 32 вместе с брызгами электролита попадает в конус 33, в котором электролит в основной массе отделяется через кольцевой зазор (щель) 35. Элементы насадки 32 (предпочтительны шары), попадая в переточные трубы 34, заполненные насадкой и продавливая своим весом слой запирающей жидкости, выходят в нижнюю камеру 11 корпуса 1. Здесь они подхватываются потоком воздуха и вносятся в трубу Вентури 22, очищая ее поверхность от осадков. Таким образом осуществляется циркуляция насадки 32 через трубу Вентури 22.

При необходимости производства ручной очистки поверхностей скруббера рабочий входит через люк 4 в шлюзовое устройство 1, закрывает люк 4, открывает кран 2, через определенное время открывает второй люк 4 и входит в газоприемник 5. Открывает поочередно люки 21 и осуществляет чистку емкостей 25 и 26. Размеры люков 21 подбираются из условия прохода через низ не более 10-15% от общего расхода воздуха, что не мешает устойчивой работе скруббера.

Переливные трубы 31 исключают запирание трубы Вентури 22 при кратковременных остановках подачи воздуха.

Скруббер может выполняться как круглым (кольцевым), так и прямоугольным (щелевым).

В случае применения скруббера для целей пылегазоулавливания, через распределители 14 подается свежая жидкость с максимальным потенциалом к процессу, а патрубок 28 соединяется с патрубком 30 для обеспечения внутренней циркуляции жидкости.

Применение газоприемника позволяет организовать подачу газов одного и того же состава в трубу Вентури и в турбулизаторы, а также производить чистку кольцевых емкостей через отверстие в стенках корпуса и осевой вставки без остановки скруббера с входом внутри газоприемника через камеру 1 шлюзования.

Установка козырьков в верхней камере способствует отрыву стекающей пленки жидкости от стенки и организации противоточного движения струй жидкости и газа, что повышает эффективность работы скруббера.

Усеченный конус 33 может устанавливаться как по оси скруббера (фиг. 1), так и на стенках камеры 10 корпуса 1 в виде спирального желоба (фиг. 2).

Использование: в теплообменной пылегазовентиляционной технике, при охране окружающей среды во всех отраслях промышленности, глубокой очистке газов как от пыли, так и от газообразных составляющих. Сущность изобретения: над полой осевой цилиндроконической вставкой 16 с зазором 35 меньше размера насадки к ее крышке меньшим основанием вниз установлен полый усеченный конус 33, а через ее крышку 36 с выступом открытого верхнего конца над ней пропущены перепускные трубы 34 для насадки, заполненные насадкой и погруженные нижними концами в жидкость под трубой Вентури 22, причем длина перепускных труб 34 обеспечивает вес столба насадки в них для преодоления сопротивления запирающего столба жидкости внизу. При этом полый усеченный конус 33 может быть установлен с наклоном и с зазором к стенке корпуса меньше размера насадки и большим основанием вниз. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. СКРУББЕР, содержащий корпус, частично заполненный жидкостью, частично заглубленный в газоприемник и разделенный на верхнюю и нижнюю камеры, элементы подвижной плавающей насадки, распределители жидкости, кольцевую бесфорсуночную трубу Вентури, ориентированную к поверхности жидкости, размещенную соосно с корпусом с заглублением в обе камеры, полую осевую цилиндроконическую вставку с верхней крышкой и открытым нижним торцом, каплеуловители, патрубки подачи и отвода газов и жидкости отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе путем исключения инкрустации стенок трубы Вентури, он снабжен перегородкой, размещенной между верхней и нижней камерами, сетчатыми мешками, частично заполненными насадкой, турбулизаторами, шлюзовым устройством, гидрозатвором и установленным с зазором над цилиндроконической вставкой полым усеченным конусом с перепускными трубами для насадки, заполненными насадкой, при этом нижняя камера и цилиндроконическая вставка выполнены с отверстиями ниже перегородки, насадка имеет различную плотность, а нижние концы перепускных труб для насадки погружены в слой жидкости корпуса под трубой Вентури. 2. Скруббер по п.1, отличающийся тем, что полый усеченный конус установлен большим основанием вниз с наклоном к горизонту и с зазором, меньшим размера насадки, к стенке корпуса. 3. Скруббер по п.1, отличающийся тем, что полный усеченный конус установлен меньшим основанием вниз с зазором, меньшим размера насадки, к крышке цилиндрической вставки, а перепускные трубы для насадки пропущены через крышку с выступанием открытого верхнего конца над ней.