УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА Российский патент 1997 года по МПК B01D47/12 B01D47/00 

Изобретение относится к отраслям, эксплуатирующим как стационарные, так и передвижные энергообъекты: котельные установки, печи, реакторы, двигатели, запыленные участки и цеха, выбрасывающие в атмосферу несгоревшие частицы топлива, сажу, цементную пыль, известковую и др. пыль, радионуклиды, 1,2-4,5-бензпирены и химические вещества, и может быть использовано для более полного снижения загрязнений атмосферы.

Известно устройство (реактор), содержащее полый закрытый корпус с перевернутым стаканом, края которого погружены в запорную жидкость (раствор), каскад отражателей раствора, патрубок с нагревательным элементом и регулятором температуры (экопечь), датчик анализатора с аппаратом [1]
Недостатками устройства являются невозможность ускорения очистки газа от загрязнений из-за отсутствия устройства, невозможность очистки газа после сжигания органической массы, микроорганизмов и т.д. непродолжительный срок работы установки без замены растворов, повышенный расход жидкости.

Прототипом изобретения является установка для очистки газа, содержащая реактор, заполненный раствором в нижней части, разделенный перегородкой с щелевым отверстием в нижней части, размещенным под слоем раствора, на две камеры, разбрызгиватели раствора, размещенные в верхней части реактора, насос, соединенный по выходу с разбрызгивателями, входной и верхний выходной патрубки реактора, напорную емкость-улавливатель, частично заполненную раствором, выход которой по жидкости соединен с баком-дозатором [2]
Техническим результатом изобретения является ускорение процесса очистки газа от загрязнений и повышение экономичности работы установки.

Результат достигается тем, что реактор в донной части снабжен резервуаром с нагревательным элементом, погруженным в раствор обеих камер, напорная емкость-улавливатель встроена в выходной патрубок, а теплообменник-конденсатор размещен за ней в выходном патрубке, бак-дозатор по выходу сообщен с нижней частью реактора, снабженного каскадными отражателями, а насос по входу соединен с нижней частью реактора и напорной емкостью, снабженной каскадными отражателями, установленными над поверхностью раствора.

На чертеже схематично изображена установка для очистки газа в вертикальном разрезе.

Установка содержит реактор 1, каскадные отражатели 2, размещенные в его газовом объеме, перегородку 3 с щелевым отверстием 4, разбрызгиватели 5 раствора, насос 6, бак-дозатор 7, нагревательный элемент 8, напорную емкость-улавливатель 9, теплообменник-конденсатор 10, уровнемеры 11, трехходовой кран 12 и краны 13. Перегородка 3 делит реактор на две камеры 14 и 15. Реактор имеет входной 16 и выходной 17 патрубки. Емкость 9 содержит каскадные отражатели 18.

Установка работает следующим образом.

Через трехходовой кран 12 реактор 1 заполняется приготовленным улавливающим и нейтрализующим раствором до уровня, полностью закрывающего щелевое отверстие 4 в перегородке 3. По уровнемеру 11 визуально (или с помощью датчиков) контролируется уровень раствора. Насосом 6 раствор из реактора 1 перекачивается в напорную емкость-улавливатель 9, из которой самотеком поступает в бак-дозатор 7. Перед началом ввода в реактор 1 загрязненного газа открываются краны 13. Очистка газа осуществляется от механических (пылевых) и химических примесей на основе улавливания и нейтрализации в аэрозольной и жидкой среде. Газ поступает в камеру 14 реактора 1 и проходит через аэрозольную среду, создаваемую раствором, поступающим из разбрызгивателей 5 и отражаемым каскадом отражателей 2. Очистка происходит непосредственно в среде и на поверхности каскадных отражателей 2. Далее газ, проходя через отверстие 4 перегородки 3 в камеру 15 реактора 1, барботирует в поверхностном слое раствора. Раствору с помощью нагревательного элемента 8 сообщается температура выше, чем у входящего газа. В результате в растворе поддерживаются конвективные потоки, обновляющие поверхность раствора, взаимодействующего с загрязненным газом. Газ, перемещаясь из камеры 14 реактора 1 в камеру 15, выбрасывает струи раствора в газовый объем камеры 15, чему препятствуют каскадные отражатели 2. В газовом объеме камеры 15 процесс очистки газа аналогичен процессу в камере 14. Двигаясь по выходному патрубку 17, газ насыщается парами раствора и проходит через напорную емкость-улавливатель 9, которая одновременно является второй ступенью очистки. Выходя из емкости-улавливателя 9, газ охлаждается в теплообменнике- конденсаторе 10 для удаления паров раствора, конденсат которых стекает в емкость-улавливатель 9. Емкость-улавливатель 9, являясь напорной, способствует не только доочистке газа, сбоку и возврату в работу конденсата, но и обеспечивает, с одной стороны, питание разбрызгивателей 5, а с другой совместно с баком-дозатором 7 поддержание заданного уровня раствора в реакторе 1, а также начальную установку уровня.

Ускорение процесса очистки достигается следующим. Использование аэрозольной среды, создаваемой в газовом объеме реактора 1, взаимодействием разбрызгивателей 5 и каскадных отражателей 2. Так, при числе каскадов равным трем (как показано на чертеже) газ проходит последовательно через пять аэрозольных объемов и жидкостных завес, образующихся при стекании раствора с верхней пластины отражателя на нижнюю, что определяет площадь и объем взаимодействия газа и раствора, то есть интенсивность процесса очистки. Кроме того, используются поверхности каскадного отражателя и регулируется температура раствора как параметра химической реакции и интенсивности конвекционного обмена в толще раствора, обеспечивая изменение скорости выноса продуктов взаимодействия газа и раствора.

Экономичность работы установки достигается путем снижения расхода раствора за счет улавливания его паров в емкостиулавливателе 9 и теплообменнике-конденсаторе 10 и возврата в оборот установки.

Использование: энергетические объекты (котельные, печи, химические и другие реакторы, цеха и участки, двигатели), выбрасывающие в атмосферу несгоревшие частицы топлива, сажу, цементную и др. пыль, радионуклиды, окислы для снижения загрязнений атмосферы. Сущность изобретения: в установке очистки газа от загрязнений ускорение процесса очистки производится с помощью растворов: в реакторе 1 - под воздействием струй раствора, образующихся при дроблении о каскад отражателей 2, струй раствора, поступающих из разбрызгивателей 5 и паров раствора, подогреваемого в резервуаре 14; в реакторе 1 и резервуаре 14 - под воздействием непрерывно обновляемой поверхности раствора при интенсификации, с помощью нагревательного элемента 8 конвенции; в напорной емкости (улавливателе 9) путем адсорбции (окисления, нейтрализации и т. п.) загрязнений, не удаленных в реакторе 1, при помощи раствора и конденсата, возвращаемого в реактор 1. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Установка для очистки газа, содержащая реактор, заполненный раствором в нижней части, разделенный перегородкой с щелевым отверстием, размещенным под слоем раствора, на две камеры, разбрызгиватели раствора, установленные в верхней части реактора, насос, соединенный по выходу с разбрызгивателями, входной и верхний выходной патрубки реактора, напорную емкость-улавливатель, частично заполненную раствором, выход которой по жидкости соединен с баком-дозатором, отличающаяся тем, что она имеет теплообменник-конденсатор, реактор снабжен нагревательным элементом, погруженным в раствор обеих камер, каскадными отражателями, установленными между разбрызгивателями и поверхностью раствора в обеих камерах, при этом выходной патрубок реактора ориентирован наклонно вверх, напорная емкость-улавливатель встроена в выходной патрубок, теплообменник-конденсатор размещен в выходном патрубке за напорной емкостью-улавливателем, бак-дозатор по выходу сообщен с нижней частью реактора, а насос по входу соединен с нижней частью реактора и напорной емкостью-улавливателем. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что напорная емкость-улавливатель снабжена каскадными отражателями, установленными над поверхностью раствора.