УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ Российский патент 2000 года по МПК B01D47/14 B01D47/06 B01D53/18 

Изобретение относится к газопромывателям с подвижной насадкой, в частности к мокрым пылезолоуловителям, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например для улавливания мелкодисперсной пыли после сушильных установок пищевой промышленности (сушка сахара, молока), очистки дымовых газов от твердых частиц, для проведения процессов абсорбции.

Известен ряд конструкций газопромывателей с подвижной насадкой (А.И. Родионов и др. Техника защиты окружающей среды. - М.: 1989, с. 48-49), работающих в режиме полного псевдоожижения с насадкой из шаров из полимерных материалов, стекла, пористой резины. Режим полного псевдоожижения может быть рассчитан и имеет узкий диапазон, при нарушении которого в любую сторону подвижная насадка становится неподвижной.

Известен тепломассообменный аппарат (а.с. 818629, B 01 D 3/32), содержащий вертикальный корпус, центральную трубу для ввода газа, образующую с корпусом кольцевую камеру, распылительные форсунки, установленные в трубе и в кольцевой камере, и насадочные элементы, размещенные в кольцевой камере. Недостатком аппарата является неэффективное использование рабочего объема, возможность зарастания аппарата при работе с запыленными газами.

Цель изобретения - повышение эффективности контакта фаз за счет устойчивости псевдоожиженного слоя и организации орошения каждой секции свежей жидкостью.

Поставленная цель достигается тем, что устройство разбито на секции, выполненные в виде центральной трубы с расположенными в ней горизонтальными перфорированными перегородками, причем центральная труба образует с корпусом кольцевую камеру. Перфорированные перегородки служат для распределения газа и ограничения высоты псевдоожиженного слоя и выполнены с различным живым сечением - максимальным в нижней секции и минимальным, соответствующим ситчатым провальным тарелкам - в верхней.

Верхняя часть секции от полого перфорированного изнутри цилиндра до вышележащей горизонтальной перегородки выполнена в виде кольцевой жалюзийной решетки.

Поскольку количество газа, проходящее через жалюзийные решетки, уменьшается от нижней секции к верхней, то для обеспечения выноса загрязненной жидкости газовым потоком, сечение их от нижней секции к верхней уменьшается.

Гарантированное равномерное орошение (смачивание шаров насадки) осуществляется за счет подачи жидкости под напором через отверстия полого цилиндра, расположенного на горизонтальной перфорированной перегородке. При этом часть жидкости из секции проваливается через горизонтальную перфорированную перегородку, а другая часть загрязненной жидкости уносится с газовым потоком через кольцевую жалюзийную решетку в кольцевую камеру, где на жалюзийных сепараторах происходит дополнительный интенсивный контакт газа и жидкости и их разделение на фазы.

В следующую секцию поступает меньшее количество газа, вследствие чего для обеспечения оптимального режима псевдоожижения необходимо использовать шары насадки с меньшей плотностью, уменьшенной пропорционально уменьшению расхода газа через секцию. Орошение насадки производится свежей водой (жидкостью), благодаря чему при абсорбции возрастает движущая сила массообмена, а при очистке запыленных газов снижается возможность зарастания устройства.

Последняя, верхняя секция работает как ситчатая провальная тарелка, на которой в пенном режиме из газа улавливаются остатки пыли. Загрязненная жидкость проваливается на нижележащую секцию, дополнительно смачивая насадку, повышая тем самым эффективность работы устройства.

Таким образом, подача свежей жидкости в каждую секцию в центральную трубу под напором в виде струй, дополнительное орошение насадки за счет провала жидкости через горизонтальную перфорированную решетку и соответствие плотности шаров насадки каждой секции со скоростью газа в ней совместно обеспечивают стабильность псевдоожижения, и, как следствие, повышение эффективности массообмена или пылеулавливания.

Дополнительная очистка газа происходит в кольцевой камере при контакте газа с жидкостью в жалюзийном сепараторе и со стекающей по стенке устройства пленкой жидкости. В кольцевую камеру должно подаваться не более 30% от общего расхода газа.

Существенным отличием является выполнение полого цилиндра перфорированным изнутри, кольцевой жалюзийной решетки, горизонтальной перфорированной перегородки в виде ситчатой провальной тарелки, расположенной в центральной трубе и являющейся основанием последующей верхней секции, использование шаровой насадки с разной плотностью в каждой секции.

На фиг. 1 схематически изображен продольный разрез устройства для очистки газов; на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1.

Устройство для очистки газов состоит из цилиндрического корпуса 1, центральной трубы 2, содержащей горизонтальные перфорированные перегородки 3, делящие трубу на секции, на которых закреплены полые перфорированные изнутри цилиндры 4 и расположенные на них кольцевые жалюзийные решетки 5. Пространство секции на 0,4-0,5 объема заполнено насадкой в виде шаров 6. Подача воды в каждую секцию производится индивидуально по трубопроводу 7. В нижней части устройства расположен гидрозатвор 8. Отвод шлама производится через патрубок 9. Подача запыленного газа производится через патрубок 10, а отвод очищенного газа через патрубок 11. В кольцевой камере отделение жидкости от газа осуществляется с помощью жалюзийных сепараторов 12.

Устройство работает следующим образом.

Подача жидкости осуществляется в каждую секцию по трубопроводу 7 под напором при высокой степени диспергирования струй, создающих развитую поверхность межфазного контакта. При этом идет интенсивный процесс массообмена между газом и жидкостью как во встречных, так и пересекающихся струях, или процесс пылеулавливания. При расчетной скорости газа в секции шаровая насадка находится в состоянии полного псевдоожижения, когда полые легкие шары свободно перемещаются в объеме секции, ограниченной нижней и верхней перегородками 3.

Слой подвижной насадки обеспечивает дополнительную высокоэффективную поверхность контакта между газом и жидкостью. Частицы пыли, оседающие на поверхности насадки, смываются струями и в виде загрязненной жидкости частично стекает вниз, и частично выносятся в виде газожидкостного потока через кольцевую жалюзийную решетку 5 в кольцевую камеру.

Таким образом, очистка газа на каждой секции протекает в два этапа: 1) орошение насадки с верхней перегородки загрязненной жидкостью и удаление большей ее части через кольцевую жалюзийную решетку; 2) очистка газа свежей жидкостью в зоне полого перфорированного цилиндра 4, откуда загрязненная жидкость стекает вниз через перфорированную перегородку 3 в шламосборник.

Для обеспечения эффективной работы устройства необходимо уменьшение живого сечения горизонтальных перфорированных перегородок и жалюзийных решеток от нижней секции к верхней пропорционально уменьшению расхода газа через них.

Изобретение может быть использовано в газопромывателях с подвижной насадкой для очистки от мелкодисперсных частиц газов в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что устройство разделено на секции, каждая из которых состоит из полого перфорированного изнутри цилиндра, расположенного на перфорированной горизонтальной перегородке, а верхняя часть секции от полого цилиндра до вышележащей горизонтальной перегородки выполнена в виде кольцевой жалюзийной решетки. Горизонтальные перфорированные перегородки, служащие для распределения газа и ограничения высоты псевдоожиженного слоя, выполнены с различным живым сечением. Орошение секций осуществляется за счет подачи жидкости под напором через отверстия полого цилиндра, а удаление жидкости из секций осуществляется как за счет провала через перфорированные перегородки, так и через кольцевую жалюзийную решетку. Изобретение позволяет повысить эффективность контакта фаз за счет устойчивости псевдоожиженного слоя и организации орошения каждой секции свежей жидкостью. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для очистки газов, содержащее вертикальный корпус, центральную трубу, образующую с корпусом кольцевую камеру, горизонтальные перфорированные перегородки, насадку, патрубки ввода и вывода газа, патрубки подачи и отвода жидкости, отличающееся тем, что горизонтальные перфорированные перегородки расположены в центральной трубе и делят ее на секции, каждая из которых заполнена насадкой и выполнена в виде полого перфорированного изнутри цилиндра, расположенного на перфорированной горизонтальной перегородке, а верхняя часть секции от полого цилиндра до вышележащей горизонтальной перегородки выполнена в виде кольцевой жалюзийной решетки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что жалюзийные решетки выполнены с уменьшением сечения от нижней секции к вышележащим. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что живое сечение горизонтальных перегородок уменьшается снизу вверх.