ПЫЛЕГАЗОУЛОВИТЕЛЬ Российский патент 2007 года по МПК B01D47/02 

Изобретение предназначено для промывки промышленных газовых выбросов в атмосферный воздух предприятий, комплексной их очистки от твердых аэрозолей и молекул вредных газовых примесей (SO₂, NO_х, и др.).

Известен пылегазоуловитель (ПГУ) типа скруббер Дойля (см. Справочник по пыле- и золоулавливанию под ред. А.А.Русанова. - М.: Энергия, 1983, с.107, рис.4.28), который состоит из корпуса с промывочной жидкостью, газопровода подающего, в выходной части которого встроен конус-ускоритель потока, образующий со стенкой газопровода кольцевую щель, брызгооптекателя и газопровода выброса промытого газа в атмосферный воздух. При работе ПГУ скорость газа в кольцевой щели на выхлопе составляет 35-55 м/с и газовый поток с достаточно высокой скоростью ударяется о поверхность жидкости, создавая завесу из капель. Уровень жидкости в скруббере (в статическом состоянии) должен быть на 2-3 мм ниже кромки трубы подающего газопровода. Причем следует отметить, что это требование обязательно, т.к. только при его соблюдении обеспечивается стабильность работы газопромывателя. Гидравлическое сопротивления газопромывателя в зависимости от скоростей истечения газа из кольцевой щели составляет 500-4000 Па.

Рассматриваемый скруббер имеет следующие недостатки, характерные для ПГУ ударно-инерционного действия:

1) недостаточная степень турбулизации газокапельной смеси в свободном пространстве бункера, не занятом жидкостью, и низкая плотность контактирующих фаз в этом пространстве;

2) не полностью используется возможность высокодисперсного распыливания жидкости в процессе самой промывки газа;

3) нестабильность работы промывателя, обусловленная практической трудностью поддержания постоянства величины зазора 2-3 мм между кромкой подающего газопровода и зеркалом жидкости внутри бункера (в статическом состоянии).

Известен также пылегазоуловитель (патент RU №2214855, опубл. 27.10.2003, БИ №30). Предназначен он для промывки дымовых газов с целью комплексной их очистки от аэрозолей и молекул вредных газовых примесей (SO₂, NO_х, и др.). Пылегазоуловитель включает корпус-бак с промывочной жидкостью, подающий пылегазопровод выхлопа промытого газа. Пылеуловитель снабжен дополнительным малогабаритным промывателем газового потока, предназначенным для первичной промывки газа, который имеет цилиндрический корпус, подвешиваемый к выхлопной части подающего пылегазопровода соответственно с ним так, что их стенки образуют кривую щель, а внутри нижней части цилиндрического корпуса, размещаемой в промывочной жидкости на некотором расстоянии от нижней кромки выхлопного конусного сопла горизонтально, закреплен жесткий плоский экран круглой формы, наружная кромка которого образует круговую щель с внутренней стенкой цилиндрического корпуса дополнительного промывателя. Скорость выброса газожидкостной смеси через круговую щель составляет 30-35 м/с, а начальная толщина слоя промывочной жидкости над экраном дополнительного промывателя находится в пределах 200-250 мм.

Указанный пылегазоуловитель (ПГУ) (патент №2214855) принят за прототип.

Недостатками прототипа являются:

- недостаточный уровень турбулизации и разрушения верхнего слоя промывочной жидкости в момент ударного контакта с ним потока промывочного газа;

- недостаточная эффективность турбулизации газожидкостной смеси внутри камеры промывки дополнительного промывателя;

- низкий уровень диспергированости промывочной жидкости при выбросе газовоздушной смеси из дополнительного промывателя под крышку корпуса ПГУ;

- низкий уровень турбулизации газовоздушной смеси внутри корпуса ПГУ, который существенно влияет на общую эффективность очистки газа в пылегазоуловителе.

Изобретение направлено на повышение уровня турбулентности газожидкостной смеси в процессе захвата потоком, разрушения и распыливания им верхнего слоя промывочной жидкости, а также интенсификации этих же процессов внутри камеры промывки дополнительного промывателя, интенсификации процесса турбулизации газожидкостной среды во внутреннем пространстве корпуса пылегазоуловителя и для повышения общей эффективности пылегазоочистки за счет того, что пылегазоуловитель включает корпус с промывочной жидкостью, подводящий газопровод, конический ускоритель газового потока, потокопринимающий экран, цилиндрический корпус дополнительного промывателя, камеру промывки газа дополнительного промывателя и трубу выхлопа промытого газа в атмосферу, ко всему, пылегазоуловитель снабжен закручивающим аппаратом, размещенным внутри подводящего газопровода, а потокопринимающий экран выполнен в виде конуса с окружностью в своем основании и подвешен к ускорителю газового потока соосно, при этом пылегазоуловитель снабжен щелевым пластинчатым распылителем промывочной жидкости цилиндрической формы, размещенным на верхних кромках цилиндрического корпуса дополнительного промывателя.

На фиг.1 показан общий вид пылегазоуловителя с введенными дополнительными элементами.

Пылегазоуловитель включает следующие элементы: корпус пылегазоуловителя 1 с промывочной жидкостью 2, с входящим в него подводящим газопроводом 3, во внутренней полости которого размещен закручивающий аппарат 4.

Подводящий газопровод 3 на выходе завершается коническим ускорителем потока 5, ниже которого, соосно, подвешен потокопринимающий экран 6, выполненный в виде конуса с окружность в своем основании и расположенный в цилиндрическом корпусе дополнительного промывателя 7 с цилиндрической кольцевой камерой промывки газа 8 с щелевым пластинчатым распылителем промывочной жидкости 9 цилиндрической формы, размещенным на верхних кромках цилиндрического корпуса дополнительного промывателя и снабженным крышкой 10 и пластинами 11.

В верхней периферийной части корпуса пылегазоуловителя размещен каплеуловитель 12 с трубой выхлопа промытого газа 13. Нижняя же часть дополнительного промывателя завершается круговой щелью 14 для спуска шлама.

Работает устройство следующим образом.

Подлежащий промывки газ подается в корпус 1 пылегазоуловителя с жидкостью 2 по газопроводу 3, закручивается в закручивающемся аппарате 4, при этом газовый поток, подаваемый на промывку, закручивается как на стадии контакта потока с верхним слоем промывочной жидкости, так и перед его поступлением в камеру промывки газа, размещенную внутри цилиндрического корпуса дополнительного промывателя 7, а также и в процессе самой промывки внутри этой камеры, и в закрученном состоянии поступает в конический ускоритель потока 5, из которого со скоростью 30-35 м/с попадает на потокопринимающий экран 6, разрушая при этом верхний слой промывочной жидкости, распыляет его и поднимает вверх - внутрь цилиндрической кольцевой камеры промывки 8 до крышки 10 щелевого пластинчатого распылителя промывочной жидкости 9 цилиндрической формы, размещенного на верхних кромках цилиндрического корпуса дополнительного промывателя 7, и в закрученном состоянии выбрасывает эту смесь во внутреннее, свободное от промывочной жидкости пространство корпуса 1 пылегазоуловителя.

В процессе выброса газожидкостной струи из камеры промывки 8 капли промывочной жидкости вращаются в потоке по спирали внутри этой камеры, в момент выхода из нее с большой скоростью ударяются об пластинки 11 щелевого пластинчатого распылителя промывочной жидкости 9 цилиндрической формы, размещенного на верхних кромках цилиндрического корпуса дополнительного промывателя. Щелевой пластинчатый распылитель промывочной жидкости 9 тонко диспергирует промывочную жидкость, превращая ее в туман, высокоэффективно турбулизует при этом газоводяную смесь в пространстве внутри корпуса 1 пылегазоуловителя, не заполненном жидкостью, благодаря чему обеспечивается требуемая динамичность контакта высокодисперсных дымовых, а так же золовых частиц и молекул вредных газовых компонентов промывного газа с молекулами промывной жидкости за счет физических эффектов дробления и интенсивного диспергирования под сепарирующим воздействием газожидкостной струи, которая со скоростью 35-40 м/с выбрасывается через щели распылителя 9 во внутреннее пространство корпуса 1, интенсивно турбулизует его, улучшая тем самым процесс промывки газа по основной технологии предлагаемого пылегазоуловителя.

Промывной газ проходит через каплеуловитель 12 и выбрасывается в атмосферу через трубу выхлопа 13. Образовавшийся в процессе работы ПГУ шлам спускается через круговую щель 14 в донную часть корпуса 1, откуда периодически удаляется.

Анализ описанного выше процесса промывки газа показывает, что преимущества предлагаемого ПГУ перед его прототипом и известными решениями состоят в следующем:

- в предлагаемой конструкции благодаря предварительному закручиванию промываемого газового потока многократно повышается уровень его турбулентности, благодаря чему в момент контакта газового потока с поверхностью промывочной жидкости существенно интенсифицируется процесс разрушения и диспергирования поверхностного слоя промывной жидкости;

- существенно интенсифицируется турбулентность газожидкостной смеси внутри камеры промывки 8 дополнительного промывателя 7, что повышает эффективность работы ПГУ;

- в момент выхлопа газожидкостной смеси из щелевого пластинчатого распылителя промывочной жидкости 9 цилиндрической формы, размещенного на верхних кромках цилиндрического корпуса дополнительного промывателя 7, также обеспечивается высокоэффективная промывка газа благодаря интенсивному распыливанию капель жидкости как от механического удара капель о пластины 11 распылителя 9, косым потоком со скоростью 35-40 м/с;

- значительное искусственное повышение турбулизации внутри пространства корпуса 1, заполненного туманогазовой смесью, также существенно повышает эффективность промывки газа за счет интенсификации соударения молекул промывочной жидкости с молекулами вредных газовых примесей, содержащихся в промываемом газе, а также с высоко дисперсными твердыми аэрозолями.

Предлагаемое изобретение предназначено для промывки промышленных газовых выбросов предприятий, комплексной очистки выбросов от твердых аэрозолей и молекул вредных газовых примесей (SO₂, NO_х, и др.). Пылегазоуловитель снабжен закручивающим аппаратом, размещенным внутри подводящего газопровода, а потокопринимающий экран выполнен в виде конуса и подвешен соосно к ускорителю потока. При этом пылегазоуловитель снабжен щелевым пластинчатым распылителем промывочной жидкости цилиндрической формы, размещенным на верхних кромках цилиндрического корпуса дополнительного промывателя. Изобретение направлено на повышения уровня турбулентности газожидкостей смеси в процессе захвата потоком промывочной жидкости, на интенсификацию процессов внутри камеры промывки дополнительного промывателя, на повышение общей эффективности пылегазоочистки путем ввода в состав конструкции дополнительных элементов. 1 ил.

Пылегазоуловитель, включающий корпус с промывочной жидкостью, подводящий газопровод, ускоритель газового потока, потокопринимающий экран, цилиндрический корпус дополнительного промывателя, камеру промывки газа дополнительного промывателя и трубу выхлопа промытого газа в атмосферу, отличающийся тем, что пылегазоуловитель снабжен закручивающим аппаратом, размещенным внутри подводящего газопровода, а потокопринимающий экран выполнен в виде конуса с окружностью в своем основании и подвешен к ускорителю газового потока соосно, при этом пылегазоуловитель снабжен щелевым пластинчатым распылителем промывочной жидкости цилиндрической формы, размещенным на верхних кромках цилиндрического корпуса дополнительного промывателя.