УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА Российский патент 1997 года по МПК B01D47/06 

Изобретение относится к аппаратам для мокрой очистки газов от пыли и их охлаждения и может быть использовано для улавливания мелкодисперсных аэрозолей, пыли технологических выбросов, в частности твердых частиц дымовых газов котельных установок и печей.

Известен ряд конструкций мокрых золоуловителей и тепломассообменных аппаратов, (патент России N 925373, N 2009690; авт. св. N 1766487).

Пылеуловитель для мокрой очистки газов по авт. св. 925373 имеет корпус и обтекатель, выполненные в виде соединенных между собой усеченных конусов, образующих конфузорно-диффузорные орошаемые кольцевые каналы. Конфузорно-диффузорные кольцевые полости, образуемые конусом и обтекателем, создают неравномерное поле скоростей по высоте пылеосадителя, соответствующее образованию крупномасштабных пульсаций.

Однако с ростом производительности по газу, связанного с увеличением диаметра аппарата, будет расти эквивалентный диаметр, т.е. вследствие увеличения кольцевого зазора затухание пульсаций ускоряется и увеличивается проскок газа, приводящий к снижению эффективности очистки.

Насадочная тепломассообменная колонна по патенту N 2009690 (Россия) содержит корпус, внутри которого расположены один над другим пакеты насадки, выполненные из вертикальных пластин гофрированных в продольном направлении и установленных с зазором по отношению друг к другу.

Недостаток насадки заключается в том, что она собрана из гладких пластин, образующих гладкие параллельные каналы, скорость движения газа в которых приводит к незначительной турбулизации газожидкостного потока.

Насидочная тепломассообменная колонна (авт. св. N 1766487, прототип) содержит корпус, внутри которого расположены один над другим пакеты насадки из вертикальных пластин с профилем Вентури и расположенных перед каналами насадки распределителей жидкости.

Недостатком насадки при высокой степени турбулизации является неполное смачивание поверхности каналов при переменных нагрузках.

Задача изобретения увеличение производительности и эффективности очистки газа от мелкодисперсных частиц путем наложения на газовый поток трехмерных пульсаций, полного смачивания поверхности каналов и увеличения скорости газа.

Задача достигается тем, что устройство для очистки газа снабжено генератором турбулентности, изготовленном в виде пакета, состоящего из горизонтальных гофрированных в поперечном направлении пластин, соединенных торцами попарно и установленных с зазором на некотором расстоянии одна от другой, причем выпуклости и впадины смежных гофрированных пластин расположены одна против другой, а пластины прочно и плотно крепятся между собой в торцах и к боковым стенкам корпуса. Такое крепление пластин ликвидирует застойные зоны и создает в пакете два изолированных один от другого пространства: канальное и межканальное. Канальное пространство служит для прохода и взаимодействия газожидкостного потока, а межканальное заполнено водой и служит для подачи воды в каналы через отверстия в конфузорной части каналов.

Существенным отличием устройства для очистки газа является выполнение генератора турбулентности в виде пакета из горизонтальных гофрированных в поперечном направлении пластин, образующих каналы переменного сечения и межканальное пространство, через которое происходит подача жидкости к перфорированной конфузорной части каналов.

Благодаря тому что в каналах выпуклость гофр и впадина на верхних и нижних листах расположены по одной оси, образуется ряд последовательно расположенных полостей большего и меньшего сечения, что приводит в каждом канале к колебанию давлений и скоростей в полостях и тем самым к поддержанию по всей длине каналов интенсивных трехмерных пульсаций газожидкостного потока.

Известно, что в газовом потоке трехмерные крупномасштабные пульсации быстро затухают (Задорский В.М. Интенсификация газожидкостных процессов химической технологии. К. Техника, 1979, с. 54-55). Благодаря последовательному расположению полостей с разным сечением в каждой полости происходит генерация пульсаций газожидкостного потока, вследствие чего эффективность пылеулавливания по всей длине канала остается высокой. Поскольку производительность устройства для очистки газа зависит только от количества каналов, с увеличением производительности скорость газа в каналах остается постоянной и, следовательно, эффективность очистки при сохранении геометрических размеров каналов не уменьшается.

Благодаря тому что входная часть каналов выполнена конфузорной и перфорированной, обеспечивается хорошее смачивание всей поверхности каналов. Вода через отверстия в пластинах поступает в конфузорную часть канала и благодаря увеличению скорости газа в конфузоре диспергируется на мелкие капли и движется по каналу в виде пленки по стенкам и капель в газовом потоке. На гофрах капли многократно осаждаются и дробятся, обеспечивая непрерывное обновление поверхности контакта фаз, т.е. эффективность пылеулавливания. Кроме того, достоинством устройства для очистки газов является отсутствие провала жидкости и застойных зон как на входе в канал, так и на выходе из него.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для очистки газа, разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство для очистки газа состоит из горизонтального прямоугольного корпуса 1, газоподводящего 2 и газоотводящего 3 патрубков, патрубка 4 подвода воды и патрубка 5 отвода шлама, горизонтальных гофрированных пластин 6, жалюзийных сепараторов 7 и 8, перегородки 9 и шламосборника 10.

Устройство для очистки газа работает следующим образом.

Запыленный поток газа по патрубку 2 поступает из газохода к конфузорам 11 генератора турбулентности со скоростью не менее 8 10 м/с. В конфузоре газ захватывает поступившую через отверстия воду и благодаря сужению каналов, образованных пластинами 6, диспергирует ее на мелкие капли, одновременно смачивая всю поверхность каналов, причем процесс диспергирования повторяется на каждом сужении канала.

Выходящий из генератора турбулентности газожидкостный поток попадает на жалюзийный сепаратор 7, на пластинах которого под действием инерционных сил осаждаются капли жидкости и проскочившие твердые частицы. Сорванные с пластин сепаратора капли жидкости частично по направлению газового потока попадают в шламосборник 10, частично под действием сил инерции попадают на перегородку 9, на которой также задерживаются твердые частицы и по которой жидкость стекает в шламосборник. Отсепарированный газовый поток через контрольный сепаратор 8 подается в газоход.

Вода через патрубок 4 подается в межканальное пространство полости, заполняет его и через отверстия в пластинах подается в конфузор. При очистке высокозапыленных газов вода может подаваться в каналы по всей их длине, при наличии соответствующей перфорации.

Благодаря многократной интенсификации взаимодействия фаз, а именно на входе в генератор турбулентности, при прохождении через каналы переменного сечения, при прохождении жалюзийного сепаратора вероятность улавливания каждой частицы выше, чем у известных конструкций. Рекомендуемая скорость движения газа в узких сечениях каналов 25 40 м/с.

Вследствие прямоточного движения фаз, позволяющего перемещать газожидкостный поток с большой скоростью при простой форме каналов и гидравлически целесообразной, в аппарате отсутствуют застойные зоны, что исключает зарастание устройства пылью.

Заполнение устройства необходимым числом генераторов турбулентности позволяет проводить очистку газа от пыли с высокой эффективностью, равной 0,9 0,99.

Использование: улавливание мелкодисперсных аэрозолей, пыли технологических выбросов, в частности твердых частиц дымовых газов котельных установок и печей. Сущность изобретения: устройство для очистки газа снабжено генератором турбулентности, изготовленном в виде пакета, состоящего из горизонтальных гофрированных в поперечном направлении пластин, соединенных торцами попарно и установленных с зазором на некотором расстоянии одна от другой, причем выпуклости и впадины смежных гофрированных пластин расположены одна против другой, а пластины прочно и плотно крепятся между собой в торцах и к боковым стенкам корпуса. Пакет из горизонтальных гофрированных в поперечном направлении пластин выполнен перфорированным в конфузорной части. 3 ил.

Устройство для очистки газа, включающее горизонтальный прямоугольный корпус, патрубки для ввода и вывода газа, патрубок для ввода воды, патрубок для вывода шлама и генератор турбулентности, отличающееся тем, что генератор турбулентности выполнен в виде пакета, состоящего из горизонтальных гофрированных в поперечном направлении пластин, попарно соединенных между собой в торцах и установленных с зазором на некотором расстоянии одна от другой, причем выпуклости и впадины гофр смежных пластин расположены одна против другой, а пластины плотно и прочно крепятся к боковым стенкам корпуса и образуют на входном участке конфузоры, выполненные с перфорацией, при этом полости, образованные каждой парой пластин, соединены с патрубком ввода воды.