ЦИКЛОННЫЙ СКРУББЕР Российский патент 1999 года по МПК B01D53/18 B01D47/06 

Изобретение относится к области охраны воздушного бассейна от загрязнений промышленными отходами в виде твердых дисперсных частиц и вредных газовых примесей и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности.

Известен центробежный скруббер для очистки запыленного газа, включающий цилиндрический корпус, входной патрубок, подсоединенный к корпусу снизу тангенциально для ввода запыленного газа, сопло, расположенное вверху для орошения стенок корпуса водой, коническое днище для стока воды с твердыми частицами, верхний патрубок для отвода очищенного и охлажденного газа (Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971, с. 249).

В известном центробежном скруббере взвешенные в поднимающемся по винтовой линии потока газа частицы пыли под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам скруббера, смачиваются водяной пленкой и уносятся с водой через коническое днище.

Недостатком известного центробежного скруббера является недостаточная эффективность очистки запыленного газа от твердых частиц вследствие того, что не обеспечивается тесный контакт между жидкостью и запыленным газом, а происходит взаимодействие газа со стекающей по внутренней стенке пленкой жидкости и пленка жидкости захватывает только те твердые частицы, которые отбрасываются из вращающегося потока газа под действием центробежных сил к стенкам корпуса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является циклонный скруббер, включающий вертикальный цилиндрический корпус, нижний тангенциальный патрубок для ввода очищаемого газа, верхний центральный патрубок для отвода очищенного газа, форсунки, установленные на центральной трубе (Рамм В.М. Абсорбция газов. - М.: Химия, 1976. с. 534). Очищаемый газ движется в циклонном скруббере по винтообразной траектории снизу вверх, а абсорбент распыляется в радиальных направлениях форсунками, расположенными в центре, попадает на стенки корпуса и стекает пленкой вместе с улавливаемыми твердыми частицами.

В известном циклонном скруббере не достигается тесное взаимодействие газа и абсорбента вследствие неравномерного распределения газа и абсорбента в объеме циклонного скруббера, так как у стенок корпуса газ движется со сравнительно большей скоростью по винтовой линии, а в центре скруббера скорость газа мала.

Цель изобретения - повышение эффективности, экономичности и надежности очистки запыленных газовых выбросов от пыли и вредных примесей.

Цель достигается тем, что в циклонном скруббере, включающем вертикальный цилиндрический корпус с тангенциальным нижним патрубком для ввода газа и верхним патрубком для отвода очищенного газа, форсунку для распыления абсорбента, патрубок для отвода абсорбента с твердыми частицами, в верхней части корпус скруббера выполнен с расширяющимися сечением, соединенным трубой с патрубком для отвода абсорбента, форсунка для распыления абсорбента установлена осесимметрично к корпусу под патрубком для отвода очищенного газа и выполнена в виде двух вертикальных осесимметричных конусов, между основаниями которых затянут болтами горизонтальный направляющий диск с арочными прорезями, выполненными выпуклостями вниз, расположенными в периферийной части по концентрическим окружностям с тангенциально направленными осями в одну и ту же сторону, в верхнем конусе, ориентированном вершиной вверх, выполнен подводящий патрубок для подачи абсорбента, а в нижнем корпусе, ориентированном вершиной вниз, выполнено вертикальное выходное отверстие в виде расходящегося сверху вниз конуса, под нижним корпусом форсунки на расстоянии от выходного отверстия расположен осесимметрично отражательный конус, ориентированный вершиной вверх, относительное положение форсунки и отражательного конуса фиксированы. Циклонный скруббер снабжен системой циркуляции абсорбента по замкнутому циклу, отстойником для отстаивания и удаления твердых частиц, подачи свежего абсорбента. Предлагаемая конструкция циклонного скруббера за счет своих отличительных элементов обеспечивает решение поставленной технической задачи и повышение эффективности и экономичности санитарной очистки газовых выбросов.

На фиг. 1 представлен вертикальный разрез циклонного скруббера.

На фиг. 2 - вид по А-А на фиг. 1
На фиг. 3 представлена центробежная форсунка.

На фиг. 4 - вид по Б-Б на фиг. 3.

На фиг. 5 - разрез по В-В на фиг. 3.

На фиг. 6 - разрез по Г-Г на фиг. 3.

Циклонный скруббер (фиг. 1 - 6) содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с нижним тангенциальным патрубком 2 для ввода газа, верхним осесимметричным патрубком 3 для отвода очищенного газа, форсунку 4 для распыления абсорбента, патрубок 5 в нижней части для отвода абсорбента с твердыми частицами. Форсунка 4 выполнена в виде двух вертикальных осесимметричных конусов, верхнего конуса 6, ориентированного вершиной вверх, с подводящим патрубком 7 для подачи абсорбента, нижнего конуса 8, ориентированного вершиной вниз, с вертикальным выходным отверстием в виде расходящегося сверху вниз конуса, между верхним 6 и нижним 8 конусами затянут болтами горизонтальный направляющий диск 9 с арочными прорезями 10, выполненными выпуклостями вниз, расположенными в периферийной части диска 9 по концентрическим окружностям с тангенциально направленными осями в одну и ту же сторону, под нижним конусом 8 форсунки 4 на расстоянии от выходного отверстия осесимметрично расположен вертикальный отражательный конус 11, ориентированный вершиной вверх и закрепленный к корпусу 1 растяжками 12.

Циклонный скруббер работает следующим образом.

Очищаемый газ подается принудительно снизу в цилиндрический корпус 1 (фиг. 1 - 6) по тангенциальному патрубку 2, в результате образуется регулярно вращающийся восходящий поток очищаемого газа, содержащего вредные примеси и пыль, которая под действием развиваемых центробежных сил распределяется у стенок корпуса 1 вследствие того, что плотность твердых частиц пыли намного больше плотности газа.

Абсорбент поступает по патрубку 7 в форсунку 4, где проходит через арочные прорези 10 направляющего диска 9 с тангенциально направленными осями, в результате в нижнем конусе 8 образуется вращающийся поток абсорбента, который выходит через коническое отверстие вниз в виде конического факела, который частично отражается от отражательного конуса 11 и попадает на стенки цилиндрического корпуса 1. Конический факел абсорбента в виде капель, струй и брызг на пути движения взаимодействует с газом, совершающим винтообразное движение вверх, поглощает из него вредные примеси и захватывает пыль и крупные твердые частицы и вместе с ним попадает на стенки корпуса 1, стекает вниз и отводится через патрубок 5 в отстойник (не показано); откуда после отстаивания насосом подается в патрубок 7 на форсунку 7 и т.д. В циркулирующем абсорбенте могут находиться твердые частицы размером до 4 - 5 мм, которые свободно будут проходить через арочные прорези 10 направляющего диска 9 форсунки 4. Поэтому при улавливании пыли циклонный скруббер будет работать на циркулирующем абсорбенте по безотходной схеме с периодической добавкой свежего абсорбента по мере его испарения и утечки.

Технические преимущества заявляемого циклонного скруббера по сравнению с прототипом заключаются в повышении эффективности улавливания пли из газовых выбросов за счет тесного взаимодействия регулярно вращающегося симметричного восходящего потока газа с симметричным факелом абсорбента, диспергированного под действием центробежных сил.

Общественно полезные преимущества циклонного скруббера, вытекающие из технических преимуществ по сравнению с прототипом, заключаются в повышении эффективности очистки газовых выбросов от пыли при меньших расходах абсорбента, снижении трудовых затрат и металлоемкости установки за счет установки одной форсунки вместо нескольких форсунок в прототипе.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого циклонного скруббера по сравнению с прототипом может быть обеспечен за счет предотвращения загрязнения воздушного бассейна и окружающей природы при меньших капитальных, трудовых и энергетических затратах.

Изобретение относится к области охраны воздушного бассейна от загрязнения промышленными отходами в виде твердых дисперсных частиц и вредных газовых примесей и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, энергетической и других отраслях промышленности. Скруббер включает вертикальный цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок для подвода снизу очищаемого газа и отвода сверху очищенного газа, форсунку для диспергирования и равномерного распределения по перечному сечению корпуса абсорбента, выполненную в виде верхнего и нижнего вертикальных конусов, между которыми закреплен направляющий диск с тангенциально направленными арочными прорезями, с подачей абсорбента в верхний конус и отвода вращающегося абсорбента через коническое отверстие нижнего конуса, отражающий конус под форсункой. Новым в скруббере является форсунка с направляющим диском и с тангенциально направленными арочными прорезями выпуклостью вниз и отражающий конус под форсункой для направления факела диспергированного абсорбента на стенки корпуса. 6 ил.

Циклонный скруббер, включающий вертикальный цилиндрический корпус с тангенциальным патрубком в нижней части для ввода очищаемого газа и верхним центральным осесимметричным патрубком для отвода очищенного газа, форсунку для распыления абсорбента, патрубок в нижней части для отвода абсорбента с твердыми частицами, отличающийся тем, что форсунка установлена осесимметрично к корпусу под патрубком для отвода очищенного газа и выполнена в виде двух вертикальных осесимметричных конусов, между основаниями которых затянут болтами горизонтальный направляющий диск с арочными прорезями, выполненными выпуклостями вниз, расположенными в периферийной части по концентрическим окружностям с тангенциально направленными осями в одну и ту же сторону, в верхнем конусе, ориентированном вершиной вверх, выполнен подводящий патрубок для подачи абсорбента, а в нижнем конусе, ориентированном вершиной вниз, выполнено вертикальное выходное отверстие в виде расходящегося сверху вниз конуса, под нижним конусом форсунки на расстоянии от выходного отверстия расположен осесимметрично отражательный конус, ориентированный вершиной вверх, относительное положение форсунки и отражательного конуса фиксированы.