УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА Российский патент 1997 года по МПК B01D47/10 

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

Известен ряд конструкций мокрых золоуловителей [1] с трубами Вентури.

Несмотря на высокую эффективность очистки газов в них, им присущ ряд недостатков, одним из которых является снижение эффективности очистки при уменьшении нагрузки как по газу, так и по жидкости, что требовало создания различных конструкций элементов, регулирующих размер горловины трубы Вентури.

В свою очередь, установка в трубе различных элементов ввиду возможного зарастания пылью снижает надежность работы золоуловителя.

Известна насадочная тепломассообменная колонна по авт.св. 1766487, принятая в качестве аналога, внутри которой расположены один над другим пакеты из вертикальных пластин с профилем Вентури и расположенных перед каналами насадки распределителей жидкости.

Недостатком насадки является неполное смачивание поверхности каналов при уменьшении нагрузки по фазам, что снижает эффективность работы насадки.

Цель изобретения повышение надежности работы золоуловителя путем локальной подачи жидкости в конфузоры каналов и их отключения при уменьшении нагрузки и повышение эффективности очистки газов путем горизонтального расположения каналов, подачи перед каналами пара в газ и использование для очистки газа конденсационного эффекта.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для очистки газа снабжено генератором турбулентности, изготовленном в виде блока, содержащего каналы с профилем Вентури, причем каналы выполнены в виде последовательного ряда профилей Вентури, образованных установкой с зазором пары горизонтальных профилированных пластин с отверстиями в конфузорной части для локальной полдачи жидкости в каждый канал. Установка шибера позволяет отключать часть каналов по газу, обеспечивая оптимальный режим работы неотключенных каналов. Запорная арматура, установленная на входе жидкости в каждый канал, позволяет отключать подачу жидкости (воды) в отключенный по газу канал.

Блок генератора турбулентности имеет канальное и межканальное пространства-полости. В канальном пространстве осуществляется взаимодействие между газом и жидкостью. Межканальное пространство, заполненное жидкостью, обеспечивает равномерную подачу воды в каждый конфузор канала.

Наличие межканального пространства, заполненного жидкостью, способствует охлаждению стенок каналов и, следовательно, охлаждению газожидкостного потока, что приводит к укрупнению и агрегированию частиц твердой фазы за счет конденсации на них водяного пара.

Существенным отличием устройства для очистки газа является выполнение генератора турбулентности в виде блока каналов с профилем Вентури, образованных установкой с зазором пары горизонтальных профилированных пластин с отверстиями в конфузорной части, причем вплотную к выходной части блока установлен в направляющих шибер, а каналы по воде выполнен с индивидуальными запорными устройствами; кроме того, существенным отличием является заполнение межканальных полостей блока водой.

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, шибера 4 для перекрытия газового потока, патрубка 5 подвода жидкости (воды), запорной арматуры 6 к каждому каналу, пластин 7, образующих каналы и отверстия 8 в пластинах, жалюзийного сепаратора 9 и патрубка 10 отвода шлама. Между пластинами 7 образованы заполненные жидкостью межканальные полости 11.

Запыленный газовый поток с впрыскнутым в него паром поступает через патрубок 1 в каналы блока генератора турбулентности. Через отверстия 8 в конфузор каналов подается вода и подхваченная газовым потоком, скорость которого в горловине канала составляет 40 60 м/с, диспергируется на мелкие капли, одновременно смачивая всю поверхность каналов. Эффективность тепломассообмена в горизонтальных листовых насадках значительно выше, чем в прямоточных вертикальных (Колев Н.Н. Даракчиев Р.Д. Исследование массообмена в горизонтальной листовой насадке. ТОХТ, N 4, с.611.). Условия смачивания поверхности горизонтальных каналов лучше, чем в вертикальных, а интенсивность в каналах малой высоты значительно выше, чем в одиночных типовых каналах Вентури. В обычных канала Вентури генерируются крупномасштабные пульсации газожидкостного потока, в предлагаемых горизонтальных щелевых каналах Вентури, высота горловины которых находится в пределах 10 20 мм, генерируются мелкомасштабные пульсации, частота и амплитуда которых выше, чем в каналах большого сечения. Увеличение турбулизации газового потока способствует росту эффективности очистки. Эффективность улавливания пыли в каналах также возрастает за счет конденсационного эффекта, достигаемого вследствие охлаждения стенок каналов, при котором улавливание частиц пыли происходит путем агрегирования частиц за счет конденсации на них водяного пара. На 1 кг газа требуется расходовать 0,1 0,15 кг пара и 0,04 0,06 кг воды. Из каналов генератора турбулентности газожидкостный поток поступает в жалюзийный сепаратор 9, где под действием сил инерции на стекающей по пластинам сепаратора пленке происходит дополнительная очистка газа. После прохождения через жалюзийный сепаратор очищенный газ через патрубок 3 подается в газоход для выброса через трубу в атмосферу. Загрязненная жидкость в виде шлама через патрубок 10 подается на отстой в шламосборник.

Скорость газа в устройстве во входном патрубке должна быть не менее 8 - 10 м/с, что соответствует скорости дымовых газов в газоходах котлов и печей.

Если в процессе эксплуатации производительность по газу снижается, то для обеспечения высокой эффективности очистки, связанной с сохранением оптимальных расходов газа и воды через каналы, шибером 4 отключается необходимое количество каналов с одновременным отключением подачи воды запорной арматурой 6.

Прямоугольная форма корпуса устройства для очистки газа целесообразна тем, что газоходы котельных установок и промпечей в основном выполняются прямоугольными, наземными, что упрощает монтаж устройства для очистки газа и его эксплуатацию.

При необходимости устройство для очистки газа можно выполнять вертикальными, с соответствующим инженерным решением сбора шлама.

Таким образом, предлагаемое устройство для очистки газа позволяет значительно расширить диапазон рабочих скоростей по газу и повысить надежность работы за счет регулирования количества работающих каналов и повысить эффективность очистки за счет использования горизонтального положения каналов и конденсационного эффекта.

Использование: для мокрой очистки газов от пыли и их охлаждения, для улавливания мелкодисперсных аэрозолей, пыли технологических и аспирационных выбросов, в частности золовых частиц дымовых газов котельных установок и промышленных печей. Сущность изобретения: устройство для очистки газа снабжено генератором турбулентности, изготовленным в виде блока, содержащего каналы с профилем Вентури, причем каналы выполнены в виде последовательного ряда профилей Вентури, образованы установкой с зазором пары горизонтальных профилированных пластин с отверстиями в конфузорной части для локальной подачи жидкости в каналы. Установка шибера позволяет отключить часть каналов по газу, обеспечивая необходимый режим работы неотключенных каналов. Запорная арматура, установленная на входе жидкости в каждый канал, позволяет отключить подачу жидкости в отключенные по газу каналы. Наличие межканального пространства, заполненного жидкостью, способствует охлаждению стенок канала. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для очистки газа, содержащее горизонтальный прямоугольный корпус, патрубки для подачи и отвода газа и жидкости, генератор турбулентности, содержащий каналы, выполненные в виде последовательного ряда труб Вентури, образованных установкой с зазором пары профилированных пластин, отличающееся тем, что профилированные пластины, образующие трубы Вентури, установлены горизонтально, конфузорная часть пластин выполнена с отверстиями, при этом между пластинами образованы заполненные жидкостью межканальные полости. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вплотную к входной части генератора турбулентности в направляющих установлен плоский вертикальный шибер. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на входе жидкости в каждый канал установлена запорная арматура.