УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗА Российский патент 1998 года по МПК B01D47/18 

Изобретение относится к промышленной экологии, а именно к оборудованию для мокрой очистки выхлопных газов различных производств.

Известно устройство для мокрой очистки газа, содержащее секционированный корпус, размещенный в нем на полом приводном валу перфорированный цилиндрический ротор, патрубок подачи жидкости, сообщенный с полостью вала, патрубок отвода газа, сообщенный с полостью ротора, и патрубки подачи газа и отвода жидкости, сообщенные с разными секциями корпуса (Горшенин П.А., Квасенков О. И., Беккер О.Г. Аппарат для поглощения капсаицина в производстве CO₂-экстракта перца красного жгучего//Международная научно-практическая конференция "Научные основы высоких технологий и техники использования диоксида углерода в пищевой промышленности". Тезисы докладов. - Краснодар: КНИИХП, 1995, с. 17 - 18).

Недостатками этого устройства являются низкая эффективность газоочистки и высокий расход жидкости.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для мокрой очистки газа, содержащее секционированный корпус, размещенный в нем на полом приводном валу перфорированный цилиндрический ротор, перфорация которого имеет вид сопел Лаваля, охватывающий ротор статор с каналами подачи газа, патрубок подачи жидкости, сообщенный с полостью вала, патрубок отвода газа, сообщенный с полостью ротора, и патрубки подачи газа и отвода жидкости, сообщенные с разными секциями корпуса (Квасенков О.И., Беккер О.Г., Горшенин П. П. , Былинкин Б.С. Устройство мокрой газоочистки//Промышленная энергетика, 1995, N 10? c/ 47 - 48)/
Это устройство обладает несколько большей эффективностью газоочистки, но сохраняет в полной мере высокий расход жидкости.

Техническим результатом изобретения является снижение расхода жидкости и повышение эффективности газоочистки.

Этот результат достигается тем, что в устройстве для мокрой очистки газа, содержащем секционированный корпус, размещенный в нем на полом приводном валу перфорированный цилиндрический ротор, перфорация которого имеет вид сопел Лаваля, охватывающий ротор статор с каналами подачи газа, патрубок подачи жидкости, сообщенный с полостью вала, патрубок отвода газа, сообщенный с полостью ротора, и патрубки подачи газа и отвода жидкости, сообщенные с разными секциями корпуса, согласно изобретению, ротор снабжен по меньшей мере одной внутренней цилиндрической перфорированной обечайкой, установленной с образованием гидравлического затвора относительно одного из его торцов.

Это позволяет увеличить кратность контакта газа с жидкостью в процессе очистки, что позволяет в свою очередь увеличить степень насыщения жидкости вредными веществами и, тем самым, повысить эффективность газоочистки и снизить расход жидкости.

В предпочтительном варианте ротор снабжен несколькими обечайками, образующими гидравлические затворы относительно торцов отора в шахматном порядке.

Это позволяет сократить габариты и материалоемкость аппарата.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство с одной обечайкой, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, с тремя обечайками.

Устройство для мокрой очистки газа содержит корпус 1, разделенный перегородкой 2 на секции 3 и 4, сообщенные с патрубками 5 и 6 подачи газа и отвода жидкости соответственно, статор 7 с каналами 8 для подачи газа, размещенный в секции 3, полый приводной вал 9, полость которого сообщена с патрубком 10 подачи жидкости, с отверстиями 11 для ее прохода, а также цилиндрический перфорированный ротор 12 с одной или несколькими перфорированными цилиндрическими обечайками 13, образующими гидравлические затворы 14 относительно его торцов в шахматном порядке, и патрубок 15 отвода газа, сообщенный с полостью ротора 12. Перфорация ротора 12 и его обечаек 13 имеет вид сопел 16 Лаваля.

При работе устройства жидкость, используемую для очистки газа, подают через патрубок 10, полость вала 9 и отверстия 11 на внутреннюю поверхность ближней к оси вращения обечайки 13. Ротор 12 с обечайками 13 приводят во вращение от привода (не показан) через полый вал 9. В поле центробежных сил жидкость распределяется по внутренней поверхности обечайки в виде пленки и постепенно под действием центробежных сил проходит по всей обечайке 13, далее через гидравлический затвор 14 на следующую обечайку 13 или на ротор 12, с которого отработанная жидкость стекает в секцию 4 корпуса 1 и удаляется из нее по патрубку 6. Очищаемый газ подают по патрубку 5 в секцию 3 корпуса 1, откуда он при периодическом совпадении каналов 8 статора 7 с соплами 16 ротора 12 проходит через пленку жидкости на поверхности ротора 12 и последовательно через аналогичные сопла 16 обечаек 13 и пленки жидкости на их поверхностях, а затем удаляется из корпуса 1 по патрубку 15.

В соплах 16 газовый поток достигает сверхзвуковой скорости, и на выходе из них происходит турбулентный срыв, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей, особенно интенсивным на поверхности ротора 12 в момент перекрытия его сопел 16 статором 7. Образующиеся пузырьки газа всплывают в пленке жидкости под действием силы инерции и архимедовой силы выталкивания и при противодействии сил трения и поля центробежных сил. В таких условиях происходит активное обновление поверхности контакта фаз и интенсивный массообмен между газовой и жидкой фазой. Многократный проход газовой фазы через жидкую позволяет сократить брызгоунос и повысить насыщенность жидкости вредными веществами, переходящими в нее из газового потока. Кроме того, конструкция аппарата обеспечивает не только поперечнопоточное контактирование фаз, как в наиболее близком аналоге, но и противоточное контактирование по радиальному направлению. Это позволяет снизить равновесную концентрацию загрязнителя на выходе газовой фазы, что повышает степень очистки газа, и увеличить его равновесную концентрацию, практически до насыщения жидкой фазы, на ее выходе из устройства, что позволяет сократить расход жидкости. Следует отметить, что снижение расхода жидкой фазы и повышение эффективности очистки газовой фазы пропорциональны количеству устанавливаемых в устройстве обечаек ротора, а увеличение их количества при сохранении постоянной суммарной поверхности в свою очередь ведет к уменьшению габаритных размеров устройства и снижению его материалоемкости за счет уменьшения массы корпусных деталей.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет сократить расход жидкости, повысить эффективность газоочистки и обладает сниженной материалоемкостью.

Использование: в промышленной экологии. Сущность изобретения: устройство содержит секционированный корпус, в котором на полом приводном валу установлен перфорированный ротор с перфорированными обечайками, образующими гидравлические затворы относительно его торцов, перфорированный статор, охватывающий ротор, и патрубки подачи и отвода газа и жидкости, при этом перфорация ротора имеет вид сопел Лаваля. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для мокрой очистки газа, содержащее секционированный корпус, размещенный в нем на полом приводном валу перфорированный цилиндрический ротор, перфорация которого имеет вид сопел Лаваля, охватывающий ротор статор с каналами подачи газа, патрубок подачи жидкости, сообщенный с полостью вала, патрубок отвода газа, сообщенный с полостью ротора, и патрубки подачи газа и отвода жидкости, сообщенные с разными секциями корпуса, отличающееся тем, что ротор снабжен по меньшей мере одной внутренней цилиндрической перфорированной обечайкой, установленной с образованием гидравлического затвора относительно одного из его торцов. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ротор снабжен несколькими обечайками, образующими гидравлические затворы относительно торцов ротора в шахматном порядке.