СПОСОБ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗА С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ОЧИЩЕННЫХ ГАЗОВ С ПОНИЖЕННОЙ ВЛАЖНОСТЬЮ Российский патент 2025 года по МПК B01D47/02 B01D50/00 

Изобретение предназначено для очистки газа.

Широкое распространение в различных отраслях промышленности получили способы сухой инерционной очистки газа, осуществляемые с помощью циклонов. Разработанные возвратно-поточные циклоны различных конструкций имеют общий принцип действия - закрученный пылевой поток делает разворот и направляется к центру аппарата в выхлопную трубу. Отсепарированные твердые или жидкие частицы направляются в нижнюю часть устройства - в бункер приема пыли. На эффективность сепарации частиц влияет траектория движения газа, сформированная геометрией аппарата, скорость потока газа, его температура и другие параметры. При этом для эффективной сепарации необходимо, чтобы бункер приема пыли был газоплотный и исключал подсосы воздуха снаружи устройства. Также известно, что организация отбора части газов из циклона через бункер приема пыли повышает степень очистки газов, направляющихся в выхлопную трубу.

Существуют способы мокрой очистки газа. Известны аппараты мокрой газоочистки ударного действия, например ротоклоны. Принцип работы таких скрубберов основан на столкновении потока газов с толщей воды и последующим движением через толщу брызг и капель. Очищенный в скрубберах газ обычно имеет относительную влажность не ниже 99% при эффективной работе каплеуловителей, при этом незначительное снижение температуры очищенных газов вызывает конденсацию жидкости. По этой причине газоходы на выходе из скруббера требуют утепления. Но даже при утепленных участках газоходов происходит частичная конденсация влаги в выхлопной или дымовой трубе, вызывая химическую коррозию и разрушение материала стен. Вторым негативным моментом повышенной влажности газов является конденсация влаги в тягодутьевых машинах, дымососах или вентиляторах. В зонах локального разряжения за лопатками рабочего колеса происходит конденсация влаги и налипание на смоченные поверхности неуловленных пылевых частиц, вызывая нарастание отложений. Со временем этот эффект приводит к дисбалансу рабочего колеса вентилятора, вибрациям и разрушению подшипников. По этой причине требуется регулярно проводить ремонт и чистку вентиляторов, что сопряжено с рядом трудностей.

Как вариант борьбы с негативными последствиями повышенной влажности рекомендуется подогревать очищенные газы минимум на 5-10 градусов, чтобы отдалиться от точки росы дымовых газов. Такой нагрев требует установку теплообменника газ/газ в зоне горячих запыленных газов, или установку дополнительной газовой горелки в зоне очищенных газов, или применение иных мер, нацеленных на общее повышение температуры очищенных газов и снижение их относительной влажности.

Комбинация сухого и мокрого способов очистки газов позволит существенно увеличить эффективность пылеулавливания, устранив при этом недостатки мокрых скрубберов, связанных с повышенной влажностью очищенных газов.

Известен способ очистки потока отходящих газов (патент РФ № 2393910, 2009 г., B01D 45/00, B04C 9/00). Изобретение относится к способам сухой пылеочистки без применения воды или водных растворов и не способно абсорбировать газообразные вредные примеси.

Известен центробежно-вихревой двухпоточный сепаратор (патент № 2760690, 2021 г., B01D 45/12), представляющий собой эффективный улавливатель капельной жидкости. Такой аппарат не предназначен для улавливания твердых пылевых частиц.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому является способ отделения твердой фазы от потока газа (патент РФ № 2341323, 2004 г., B01D 50/00), в котором описан способ улавливания пыли катализатора из газового потока в процессе каталитического крекинга. Предлагается вместо использования керамических фильтров, очищающих весь газовый поток, использовать трехступенчатый сепаратор, в котором газовый поток разделяется на два - условно очищенный и запыленный. При этом запыленный поток направляется сначала в циклон, а потом в гидрофильтр (емкость с водой), после чего очищенный таким образом газ соединяется с первым потоком.

Основным недостатком данного решения является получение уловленной пыли в разных видах: в сухом виде в циклонах, в мокром виде в скруббере, для каждого аппарата требуется своя система удаления загрязнений.

Технический результат. Предлагается способ очистки нагретых газов без их охлаждения до точки росы (как это происходит в мокрых пылеуловителях), при этом существенно более эффективный по сравнению с использованием сухого способа очистки, при котором не происходит существенного охлаждения газов.

Технический результат достигается за счёт того, что в способе мокрой очистки газа, при котором поток загрязненных газов подают в циклонный элемент, где он закручивается в завихрителе и под действием центробежных сил разделяется на два потока, первый - сухой очищенный газ направляют в выхлопную трубу, а второй, содержащий твердые частицы, направляют в емкость, где он ударяется о толщу жидкости, за счёт чего происходит очистка газа, далее очищенный газ подают в инерциальный каплеуловитель, после чего смешивают с первым потоком и выводят через общий выход очищенных газов.

Данный способ обеспечивает более высокую степень газоочистки за счет отбора части газов через бункер циклона. Количество газов, которое направляется в ёмкость с водой, регулируется уровнем жидкости. Вся уловленная пыль отводится в жидком виде, по мере накопления концентрации загрязнений.

При очистке горячих газов не происходит критического повышения относительной влажности, и, как результат, исключена конденсация влаги в дымососе или неутепленном газоходе, как это происходит в классических скрубберах.

На фиг. 1 показана принципиальная схема очистки газов, где:

1 - общий вход загрязненного газа;

2 - выход части очищенного газа (сухой очищенный газ);

3 - выход части очищенного газа (влажный очищенный газ);

4 - общий выход очищенного газа;

5 - циклонный элемент;

6 - инерциальный каплеуловитель;

7 - толща жидкости в емкости;

8 - завихритель (тангенциальный ввод газа);

9 - запыленный газ.

Способ осуществляется следующим образом.

Поток загрязненных газов поступает в общий вход 1 циклонного элемента 5, закручивается в завихрителе 8 и разделяется на два потока: первый поток (сухой очищенный газ) через выход 2 направляется в выхлопную трубу; второй поток 9, содержащий твердые частицы, поступает в емкость, где ударяется о толщу жидкости 7, за счет чего происходит очистка газа, далее очищенный газ поступает в инерциальный каплеуловитель 6, после чего смешивается с первым потоком и выходит из аппарата через выход 4.

Изобретение предназначено для очистки газа. Способ мокрой очистки газа характеризуется тем, что поток загрязненных газов подают в циклонный элемент, где он закручивается в завихрителе и под действием центробежных сил разделяется на два потока. Первый поток - сухой очищенный газ направляют в выхлопную трубу, а второй, содержащий твердые частицы, направляют в емкость, где он ударяется о толщу жидкости, за счёт чего происходит очистка газа. Далее очищенный газ подают в инерциальный каплеуловитель, после чего смешивают с первым потоком и выводят через общий выход очищенных газов. Изобретение предлагает способ очистки нагретых газов без их охлаждения до точки росы (как это происходит в мокрых пылеуловителях), при этом заявленный способ существенно более эффективный по сравнению с использованием сухого способа очистки, при котором не происходит существенного охлаждения газов. 1 ил.

Способ мокрой очистки газа, характеризующийся тем, что поток загрязненных газов подают в циклонный элемент, где он закручивается в завихрителе и под действием центробежных сил разделяется на два потока, первый - сухой очищенный газ направляют в выхлопную трубу, а второй, содержащий твердые частицы, направляют в емкость, где он ударяется о толщу жидкости, за счёт чего происходит очистка газа, далее очищенный газ подают в инерциальный каплеуловитель, после чего смешивают с первым потоком и выводят через общий выход очищенных газов.