БРЫЗГОУЛОВИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК B01D45/00 

Изобретение относится к химическому аппаратостроению.

Предлагаемый аппарат предназначен для улавливания брызг жидкости из газа после скрубберов, абсорберов и тому подобное. В особенности такой брызгоуловитель предпочтителен для процессов, в которых перерабатываемая жидкость склонна к образованию твердых отложений (солей, шлаков, смолистых, волокнистых веществ и т.д.) и является коррозионно-активной по отношению к металлическим материалам. В частности, брызгоуловитель согласно данному изобретению рекомендуется для абсорбционных установок сернокислотного производства, работающего на металлургических газах свинцового производства.

Известен брызгоуловитель для очистки газов от брызг жидкостей, включающий вертикальный корпус, днище, крышку, патрубок входа и выхода газа и слой насадки, размещенный между перфорированными оболочками, имеющими форму расширяющегося книзу тела.

Такой брызгоуловитель имеет удовлетворительную эффективность при работе на чистых газах, например, когда сырьем является чистая сера. Но при работе на грязных газах насадка забивается сульфатами и другими твердыми отложениями. При этом возрастает гидравлическое сопротивление и появляется вторичный унос, т.е. снижается эффективность брызгоулавливания.

Цель изобретения разработка насадочного брызгоуловителя, который меньше подвергается забивке, легко поддается ремонту и характеризуется меньшей материалоемкостью и высокой компактностью.

Корпус брызгоуловителя может иметь цилиндрическую или коническую форму или форму многогранника. Оболочка с насадкой может иметь форму овального или круглого колокола, конуса или многогранника.

На фиг. 1 изображен брызгоуловитель с цилиндрическим корпусом; на фиг. 2 брызгоуловитель с коническим корпусом.

Брызгоуловитель включает корпус 1, днище 2, дренажный штуцер 3, крышку 4, патрубок входа газа 5, патрубок выхода газа 6, корзину, имеющую внутреннюю перфорированную оболочку 7, и внешнюю перфорированную оболочку 8, между оболочками засыпан слой насадки 9.

Брызгоуловитель работает следующим образом.

Газ и брызги через входной патрубок 5 поступают во внутреннюю полость корзины. При этом крупные брызги в силу инерции падают вниз на днище брызгоуловителя, а газовый поток с небольшим количеством мелких брызг резко снижает скорость и распределяется в радиальном направлении с поворотом на угол более 90^о (точнее 90+α/2).

Проходя через слой наладки, газ освобождается от остальных брызг. Выйдя из корзины с насадкой, очищенный газ собирается под крышкой аппарата и покидает аппарат через боковой штуцер в корпусе.

Эффективность работы брызгоуловителя согласно изобретению обеспечивается следующими элементами и приемами.

Изменение направления движения газа с вертикального осевого на радиальное горизонтальное с одновременным многократным (в 5-20 раз) уменьшением скорости обеспечивает высокую степень сепарации крупных брызг жидкости. Крупные брызги в силу инерции продолжают двигаться сверху вниз и достигают днища аппарата.

Газовая струя, выходящая в свободное пространство, обычно расширяется и занимает конус с углом при вершине 5-15^о (в зависимости от скорости источения).

Чтобы не допустить прямое попадание брызг на внутреннюю оболочку корзины и в насадку, слой насадки расширяется книзу, и контур его внутренней поверхности находится за пределами усеченного конуса, верхним (меньшим) основанием которого является торец патрубка входа газа, а угол при вершине α составляет 10-20^о.

Слой насадки, имеющий симметричную замкнутую форму (корзина), характеризуется тем, что его внешняя поверхность в 1,5-2,5 раза больше, чем внутренняя. Соответственно и скорость газа в 1,5-2,5 раза на выходе из насадки меньше, чем на входе в нее. Этим уменьшается возможность вторичного уноса из насадки при достаточно высокой средней скорости газа в насадке.

Расширяющийся книзу слой насадки создает условия для перекрестного движения газа и сепарированной жидкости, которое менее способствует вторичному уносу, чем противоток. Струйки жидкости, сепарированной в насадке, стекают вниз и вследствие наклона слоя насадки имеют тенденцию больше приближаться к внутренней (входной) стороне насадки, чем к внешней (выходной) стороне. Это также уменьшает вероятность вторичного уноса.

Все вышеуказанные эффекты при заданной эффективности аппарата выражаются в повышении его компактности, т.е. в уменьшении объема, и в уменьшении материалоемкости, т.е. веса аппарата.

С корпусом аппарата контактирует только газ, освободившийся от брызг жидкости. Это повышает надежность аппарата, особенно в случае таких агрессивных жидкостей, как серная кислота.

Брызгоуловитель удобен в ремонте: в случае необходимости корзина с насадкой может быть как единый блок удалена из аппарата (после снятия крышки) соответствующим подъемным механизмом (краном), а на ее место может быть установлен такой же новый блок, подготовленный заранее.

Брызгоуловитель, изображенный на фиг. 2, предпочтителен с точки зрения компактности и материалоемкости. Корпус этого аппарата имеет форму расширяющегося книзу тела вращения вокруг вертикальной оси или многогранника (в частности конуса) с меньшей степенью расширения, чем слой насадки. Форма корпуса повторяет форму слоя насадки (корзины).

В частном случае, когда слой насадки имеет форму конуса и корпус брызгоуловителя имеет форму конуса, диаметр корпуса d₂ на уровне торца патрубка входа отвечает соотношению
d22

При таком соотношении размеров скорость газа в любом сечении аппарата будет не более, чем в штуцере выхода газа. При этом условии потеря давления газа в аппарате не возрастает существенным образом, а металлоемкость и объем аппарата уменьшаются значительно.

Брызгоуловитель (фиг. 2) имеет объем в 1,2-1,4 раза меньше, чем по фиг. 1, а металлозатраты в 1,1-1,15 раза меньше.

Использование: для очистки газов от брызг грязных жидкостей. Сущность изобретения: брызгоуловитель включает вертикальный корпус, днище, крышку, патрубки входа и выхода газа и слой насадки. Слой насадки имеет форму расширяющегося книзу тела (форму перевернутой корзины). Патрубок входа газа вводят предпочтительно сверху во внутреннюю полость слоя насадки. Контур внутренней поверхности слоя насадки находится за пределами конуса, идущего от торца патрубка входа газа, с углом при вершине 10 20°. Корпус брызгоуловителя предпочтительно повторяет форму слоя насадки с меньшей степенью расширения, чем слой насадки. В случае конусной формы корпуса диаметр его d₂ на уровне торца патрубка входа газа находится в следующем соотношении с другими размерами аппарата где d₁ диаметр патрубка входа газа; δ толщина слоя насадки, a угол при вершине конусного слоя насадки. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. БРЫЗГОУЛОВИТЕЛЬ для очистки газов от брызг жидкостей, включающий вертикальный корпус, днище, крышку, патрубки входа и выхода газа и слой насадки, размещенный между перфорированными оболочками, имеющими форму расширяющегося книзу тела, отличающийся тем, что патрубок входа газа введен сверху во внутреннюю полость слоя насадки. 2. Брызгоуловитель по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя перфорированная оболочка размещена за пределами усеченного конуса, верхним меньшим основанием которого является торец патрубка входа газа, а угол при вершине α составляет 10 20^o. 3. Брызгоуловитель по п. 1, отличающийся тем, что корпус брызгоуловителя имеет форму расширяющегося книзу тела, повторяющего форму слоя насадки, с меньшей степенью расширения, чем слой насадки. 4. Брызгоуловитель по п. 3, отличающийся тем, что корпус брызгоуловителя имеет форму конуса, причем диаметр d₂ корпуса на уровне торца патрубка входа газа определяется соотношением

где d₁ диаметр патрубка входа газа;
δ толщина слоя насадки;
a угол при вершине конусного слоя насадки.