СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ ГАЗА, СОДЕРЖАЩЕГО ТВЕРДЫЕ ЧАСТИЦЫ, С ЖИДКОСТЬЮ Российский патент 2001 года по МПК B01F11/00 B01F3/04 

Изобретение относится к способам смешивания газов, содержащих твердые частицы, с жидкостью и может быть использовано для очистки газовых потоков в любой области отрасли промышленности и энергетики.

Известен способ смешивания газа с жидкостью, который реализуется в устройстве (а. с. СССР N 1780821, B 01 F 11/00, 1992). Способ осуществляется на вибрирующих перфорированных дисках в слое жидкости. Однако при реализации данного способа недостаточна поверхность контакта газа с жидкостью.

Наиболее близким аналогом относительно заявленного изобретения является устройство для смешивания систем газ-жидкость-твердые частицы (патент RU N 2041734, B 01 F 11/00, 1995), в котором осуществляется способ смешивания, при котором поток газа подается под пористый фильтр, смачиваемый жидкостью и подверженный вибровоздействию.

Этому способу присущи следующие недостатки, снижающие его эффективность: загрязнение пористого фильтра твердыми частицами, содержащимися в газовых потоках, вскипание жидкости вследствие высокой температуры газовых потоков.

Техническая задача, решаемая в заявленном изобретении - повышение эффективности фильтра.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в изобретении, включающем подачу потока газа под пористый фильтр, смачиваемый жидкостью, и подверженный вибровоздействию, достигается за счет того, что для предварительной очистки и охлаждения газового потока, он тангенциально направляется навстречу потоку жидкости, подаваемой в первичную камеру смешения по тангенциальному патрубку со скоростью, обеспечивающей образование воронки жидкости переменной конфигурации, которую подвергают вибрации, а часть газового потока подается в полость трубопровода, находящегося под разряжением.

На первой ступени процесс осуществляется посредством вибровоздействия на образующуюся воронку жидкости, захватывающую поток газа. При этом газовый поток очищается жидкостью от твердых частиц и охлаждается, происходит и частичное смешивание газа с жидкостью. При выходе газожидкостного потока из первичной камеры образуется зона разряжения, применяемая для подачи дополнительного потока газа. Вторая ступень более полного смешивания газа с жидкостью реализуется с помощью вибрирующего, смоченного жидкостью, пористого фильтра. Процесс поглощения газа жидкостью происходит в порах смачиваемого фильтра при его вибрации.

Смешивание газа, содержащего твердые частицы, с жидкостью на поверхности воронки жидкости переменной конфигурации, подверженной вибровоздействию и одновременное охлаждение газового потока, а также последующее поглощение газового потока жидкостью в пористом фильтре - эти признаки определяют новизну технического решения.

Сравнение заявляемого решения с другими показывает, что использование вибровоздействия для смешивания газа с жидкостью известно.

Однако применение двухступенчатой системы и совмещение вибровоздействия с созданием воронки жидкости переменной конфигурации, а также подача части газового потока в зону разряжения являются признаками отличия предлагаемого способа.

На чертеже схематично изображена установка, на которой реализован заявляемый способ. Установка представляет собой два устройства, соединенных последовательно.

На чертеже изображен герметичный сосуд 1 с патрубком подачи газа 2 и патрубком подачи жидкости 3 насосом 4. Герметичный сосуд 1 соединен с виброплитой 5. Отводящий трубопровод 6, содержащий патрубки 7 и 8, грязевик 9 предназначен для сброса жидкости в бак 10 и подвода остаточного газа в сосуд 11 под пористый фильтр 12, соединенный с виброприводом штоком 13. Пористый фильтр 12 смачивается жидкостью посредством разбрызгивателя 14. Патрубок 15 служит для отвода непоглощенного газа.

Способ осуществляют на описанной установке следующим образом.

В герметический сосуд 1 по тангенциально расположенному патрубку 3 подают жидкость со скоростью 4-10 м/с. Жидкость закручивается и образует воронку жидкости, геометрия которой изменяется под действием скорости вращения. Газ, подаваемый по тангенциально расположенному патрубку 2 навстречу потоку жидкости, захватывается вращающейся воронкой жидкости. Процесс смешивания газа с жидкостью осуществляют на сложной, вращающейся и вибрирующей от виброплиты 5 поверхности жидкости. При этом жидкость не только поглощает газообразные компоненты, но и охлаждает поток газа. Под действием центробежных сил твердые частицы, содержащиеся в газовом потоке, отбрасываются к стенкам сосуда 1, смываются жидкостью, направляют в трубопровод, а затем улавливают в грязевик 9. Гидравлика потока жидкости такова, что в отводящем трубопроводе 6 образуется зона разряжения. Эту зону используют для дополнительного подсоса очищаемого газового потока 8, а также реагентов 7, способствующих нейтрализации кислотных соединений, образующихся при поглощении жидкостью оксидов, из газового потока. Жидкость с поглощенным газом отводят в бак 10. Циркуляцию жидкости осуществляют насосом 4. Подпитку системы жидкости производят насосом 16.

Непоглотившийся газ по трубопроводу 6 подают в сосуд 11 под пористый фильтр 12, который смачивают жидкостью из бака 10 посредством разбрызгивателя 14. Поглощение газа жидкостью происходит в порах фильтра 12, подверженного вибровоздействию.

Непоглощенный газ отводится по патрубку 15, а жидкость сбрасывается в бак 10.

Способ включает подачу потока газа под пористый фильтр, смачиваемый жидкостью, и подверженный вибровоздействию. Для предварительной очистки и охлаждения газового потока он тангенциально направляется навстречу потоку жидкости, которая подается в первичную камеру смешения по тангенциальному патрубку со скоростью, обеспечивающей образование воронки жидкости переменной конфигурации, которую подвергают вибрации, а часть газового потока подается в полость трубопровода, находящегося под разряжением. Использование данного способа позволяет повысить эффективность фильтра. 1 ил.

Способ смешивания газа, содержащего твердые частицы, с жидкостью, при котором поток газа подается под пористый фильтр, смачиваемый жидкостью, и подверженный вибровоздействию, отличающийся тем, что для предварительной очистки и охлаждения газового потока он тангенциально направляется навстречу потоку жидкости, подаваемой в первичную камеру смешения по тангенциальному патрубку со скоростью, обеспечивающей образование воронки жидкости переменной конфигурации, которую подвергают вибрации, а часть газового потока подается в полость трубопровода, находящегося под разряжением.