Скруббер Советский патент 1983 года по МПК B01D45/14 B01D47/10 

00 4ii

Изобретение относится к технике мокрой очистки газов от механических примесей и веществ в парогазовом состдянии в технологическом процессе или перед выбросов их в атмосферу и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для очистки газов, включающее корпус, снабженный подводящим и отводящим газопроводами и установленным внутри цилиндроконическим ротором.с пустотелым, перфорированным и приводным валом, который соединен с оросительным устройством. Угол при вершине конической части ротора составляет 60-90 и цилиндрическая часть выполнена перфорированной. Вал снабжен отбойными пластинами }

Недостатком известного устройст на является невысокая степень очистки газов, вследствие перекрестной промывки очищаемого газа, невысокой турбулизации газа в рабочем объеме аппарата и грубодисперсного распыла промывной жидкости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является скруббер, включающий корпус с патрубками подвода и отвода газа, внутри которого установлен распылитель жидкости с патрубком подвода, выполненный из набора дисков, закрепленный на горизонтальном валу, распределительная гребенка, состоящая из трубок, и каплеуловитель| 23.

Недостатком такого центробежногомокрого пылеуловителя является невысокая интенсивность процесса очистки газов, обусловленная невысокой скоростью относительного движения частиц распыленной жидкости и частиц улавливаемой пыли из-за перекрестной промывки очищаемого газа жидкостью; относительно коротким временем контакта распЕзшенной жидкости с газом,. так как распыленная жидкость пересекает кольцевое пространство между дисками и корпусом/ крупно-дисперсным распылом жидкости и сообщением частицам жидкости невысокой скорости движения в очищаемом газе за счет движения жидкости по поверхности вращающихся отдельно стоящих дисков, что не позволяет создать суммарное воздействие дисков на жидкость и более полно передать ей свой импульс количества движения.

Цель изобретения - интенсификация процесса очистки газов.

Поставленная цель достигается тем, что скруббер, включающий корпус с патрубками подвода и отвода га,за, внутри которого установлен распылитель жидкости с патрубком подвода, выполненный из набора дисков, закрепленный на горизонтальном валу, распределительная rpe6e.jка, состоящая из трубок и каплеуловитель, скруббер снабжен размещенными с зазором друг к другу коаксиаль-но валу, распылительными кольцами,

внешний диаметр и толщина которых увеличивается от середины к краям распылителя, а внутренний диаметр колец соответственно уменьшается, при этом вал установлен с зазором

0 к стенкам корпуса и выполнен полым с отверстиями в месте крепления дисков, трубки одним концом прикреплены к валу, а другим помещены.между кольцами.

5 Диаметры дисков уменьшаются от центра к краям распылителя.

У данной конструкции скруббер выполняет новую функцию, заключающуюся в возможности более широкой регулировки процесса очистки газов, заключающуюся в создании противоточно-прямоточного или прямоточного движения жидкости и газа.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый скруббер, продольный разрез, на фиг.2 - то же,поперечный разрез.

Скруббер вк-лючает в себя улиточный корпус 1 с патрубком 2 для танд генциального подвода газа и размещенных с обеих сторон двух осевых улиточных коллекторов 3, снабженных патрубками 4 для отвода газа. Внутри корпуса 1 установлен распылитель жидкости 5, состоящий из Ьолого приводимого вала б с закрепленными на нем дисками 7, выполненными с переменным диаметром, который уменьшается от середины группы дисков 7 к краям. Вал б в границах группы дисков 7 выполнен перфорированным и его полость сообщается с полостью патрубка 8 для подвода жидкости во внутрь. Кроме этого, распылитель жидкости 5 снабжен размещенными со5 осно валу б с зазором друг к другу и охватывающими диски 7-распылительными кольцами 9. Кольца 9 выполнены с увеличивающимися от середины дисков 7 к краям распылителя 5 внешним

g диаметром и шириной, а внутренний диаметр колец 9 в этих направлениях уменьшается. Таким образом, распылительные кольца 9 образуют над распылительными дисками 7 пространство в виде кольцевой трубы Вентури, обращенной кольцевыми конфузором 10 в сторону корпуса 1, а кольцевым диффузором 11 - к валу б. Кольца 9 нанизаны на болты 12, а зазормежду ними выдерживается посредством калибровочных шайб 13, которые также продеты на болты 12. Крайние кольца 9, к которым крепятся болты 12, в свою очередь закреплены на валу 6 при помощи стержней 14 и ступиц 15. Между

5 стержнями 14 образуются секторные окна, при помощи которых полость кольцевой трубы Вентури сообщается с коллекторами 3. Внешняя кромка, ближняя к середине распылителя 5 распылительных колец 9, выполнена срезной под угУюм, равным половине угла раскрытия сторон кольцевого конфузора 10, а внутренняя кромка, также ближняя к середине распылителя 5 распылительных колец 9, выполнена срезной под утлом, равным половине угла раскрытия сторон кольцевого диффузора 11 кольцевой трубы Вентури. К каждому кольцевому пространству между кольцами 9 подведена распределительная трубочка 16, которая своей полостью сообщается с полостью вала б и крепится к нему. В совокупности все трубочки 16 образуют распределительную гребенку для подачи жидкости в кольцевые пространства между кольцами 9.

Корпус 1 снабжен сливным патрубком 17. Патрубки 4 осевых коллекторо в 3 сообщаются с каплеуловителем 18 и снабжены сливными патруб-. ками 19.

Предлагаемый скруббер работает следующим образом.

Запыленный газ по тангенциальному патрубку 2 nocTynaet вовнутрь корпуса 1, где равномерно распределяется в его периферийной части и направляется в кольцевой конфузор 10 кольцевой трубы Вентури, образованный распылительными кольцами 9. J Распылитель 5 жидкости приводится во вращательное движение. Через . патрубок 8 вовнутрь вала 6 подается промывная жидкость под избыточным давлением или за счет разрешения, . создаваемого в полости ва-ла 6 вращающимися дисками 7. Внутри вала 6 жидкость делится на две части. Од- . на часть жидкости поступает по распределительным трубочкам 16 в кольцевые пространства между распределительными кольцами 9, другая часть жидкости, через перфорацию стенки вала 6 поступает в кольцевые пространст/ва между дисками 7.

В пространствах между кольцами 9 жидкость разгоняется в радиальном направлении за счет вязкого трения о вращающиеся поверхности двух соседних колец 9 и более полно получив импульс количества движения с вы-. сокой скоростью движения выбрасывается в пространство кольцевого конфузора 10. При этом скорость сброса жидкости с кромок колец 9, находящихся ближе к краям распылителя 5, выше, чем у центральных, так как внешний диаметр и ширина колец 9 увеличивается, а внутренний диаметр уменьшается. Следовательно, в конфузоре 10 при распылении- жидкости образуются кольцевые высококачественные факелы.

В кольцевом конфузоре 10 запыленный газ движется в сторону кольцевой горловины и скорость движения его при этом возрастает. Поэтому промывная жидкость диспергируется навстречу движению очищаемого газа. С распылительных колец 9, которые размещены ближе к горловине, жидкость сбрасывается со сравнительно невысокой скоростью навстречу газу, который движется с высокой скоростью.. С крайних колец 9 жидкость Сбрасывается с высокой скоростью навстречу газу, который имеет сравнительно невысокую скорость движения в начальном участке кольцевого конфузора 10. В резуш тате этого во всей полости коль- цевого конфузора 10 частицы жидкости имеют высокую скорость движения по отношению к взвешенным в газе

механическим примесям, а жидкость при взаимодействии с газом распыляется до тонкодисперсного состояния.

По мере продвижения очищаемого

газа от периферийной к центральной

части кольцевого конфузора 10 счетная и весовая концентрация частиц распыляемой жидкости в единице объема очищаемого газа возрастает за

счет того, что на пути движения газа к кольцевой горловине в него диспергируется жидкость из нескольких кольцевых фёкелов.

В кольцевой горловине поток газа приобретает высокую скорость дви: женин и,увлекая за собой частицы жидкости, дробит их вторично, придает высокие скорости движения. На входе в кольцевой диффузор 11 очищенной газ, расширяясь, теряет свою скорость движения, а частицы жидкости в силу инерционной способности продолжают двигаться с высокой скоростью движения.

Та часть жидкости, которая,пройдя через перфорацию вала 6, поступила в кольцевые пространства между дисками 6, также приобретает высокие скорости движения в радиальном направлении

между дисками 7 и сбрасывается в полость кольцевого диффузора 11. Скорость сброса жидкости со средних дисков 7 выше, чем с крайних,так как они выполнены переменного диаметра,

который уменьшается от середины к краям дисков 7. Диски 7 наибольшего диаметра )1азмещены напротив кольцевой горловины, и поэтому кольцевые факелы из распьшенной жидкости, образованные этими дисками 7, движу.тся навстречу частицам жидкости, поступающим состороны кольцевой горловины. Следовательно, в активной зоне кольцевого диффузора.11 ;происходит соударение двух потоков

распыленной жидкости и дробление в третий раз в полости кольцевой тру бы Вентури. Одновременно происходи увеличение счетной и весовой концентрации жидкой дисперсной фазы потока в единице объема очищенного газа, а частицы жидкости и пыли им ют высокиеотносительные скорости движения. Вместе с этим, поток очищаемого газа в полости диффузора 11 делитс на две части дисками 7, каждая из которых на оси распылителя 5 измен ет направление своего движения на 90. После поворота газ проходит сквозь секторные окна кргйних коле 9и поступает в осевые улиточные ко лектора 3. ,Так как в полости кольц вой трубы Вентури поток газа из-за вращения распылителя 5 приобретает вращательное движение, то в улиточных .коллекторах 3 газ получает раскрутку и, пройдя патрубки 4, поступает в каплеуловитэли 18. В полости распылителя 5 на наруж ной поверхности дисков 7 в диффузоре 11 ( в результате поворота потока газа на 9О происходит сепарация частиц жидкости на диски 7, а осажденная жидкость за счет вязкого трения о поверхности вращающихся дисков 7 вторично распыляется в полость диффузора 11. Следовательно, высокоинтенсивное осаждение взвешенных в газе примесей на частицах распыленной жидкости происходит во всей полости кольцевой трубы Вентури, а также на смоченные вращающиеся поверхности дисков 7 и распылительных колец Очистка газа в скруббере при пря моточном движении промывной жидкости и очищаемого газа. В этом случае кольцевой конфузор 10кольцевой трубы Вентури выполняет функции диффузора 11, а диффузор 11- конфузора 10. Каплеуловитель 1 размещается в газоходе за патрубком 2. Запыленный газ направляется по патрубкам 4 в осевые улиточные коллектора 3, а затем, пройдя через секторные окна, образованные крайними распылительными кольцами 9 и стержнями 14 - в кольцевой диффузор 11. Из диффузора 11 газ напра ляется в кольцевую горловину и коль цевой конфузор 10, после в улиточний корпус 1. В корпусе 1 очищенный газ концентрируется в его периферийной части и тангенциально отводится через патрубок 2 в каплеуловитель 18. Промывная жидкость поступает в распылитель 5 и распыляется в нем аналогично описанному. При прямоточном режиме работы скруббера высокая скорость сброса распыляемой жидкости с колец 9 и дисков 7 создает эффект эжекции газа в полость распылителя 5, что снижает его гидравлическое сопротивление , а значит и затраты на очистку газов. Прямоточное движение жидкости и газа в скруббере создается уелоВИЯМИ для самостоятельной транспортировки очищаемого газа. Хорошо происходит увеличение размера частиц пыли за счет развитого процесса конденсации влаги на их поверхность . Но наряду с эт.им интенсивность соударения между частицами жидкости и пыли ниже, чем при противоточнопрямоточном режиме очистки газов. Кроме того, возможно применение предлагаемого скруббера для очистки газов от пылей с различными физикохимическими свойствами . Это достигается путем регулирования процесса очистки газа в скруббере за счет изменения тонкости дробления промывной жидкости путем уменьшения или увеличения числа оборотов распылителя 5, диаметра и количества колец 9 и дисков7, изменения зазора между кольцами 9 и дисками 7, изменения скорости движения газа в кольцевой трубе Вентури и ее геометрии. Причем изменение режима очистки газа, т.е. противоточно-прямоточного или прямоточного движения жидкости и газа, а также распыление в кольцевой трубе Вентури воды или жидкого реагента позволяет улавливать пыль или токсичные вещества в парогазовом состоянии. Технические преимущества предлагаемого изобретения заключаются в высокоэффективной очистке газов от аэрозолей с размером частиц 1-0,1мкм за счет возможности создания работы аппарата в режиме захлебывания, в снижении размеров(т.е. компактность) и гидравлического сопротивления газоочистного аппарата. Последнее создает экономию энергозатрат в объеме 5-8 руб. в год на очистку 1СОО м газа.

1. СКРУББЕР, включающий корпус с патрубками подвода и отвода газа, внутри .которого установлен распылитель жидкости с патрубком подвода, выполненный из набора дисков, закрепленный на горизонталь-, ном валу, распределительная гребенВ еС- К jjuiT:r-:- 1 Т.:.. : - --Ш 1;й; нА ка, состоящая из трубок, и каплеуловитель, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса очистки газов, скруббер снабжен размещенными с зазором друг к другу коаксисшьно валу распЕшительными кольцами, внешний диаметр и толщина которых увеличивается от середины к краям распылителя, а внутренний диамзтр колец соответственно уменьшается, при зтом вал установлен с зазором к стенкам корпуса и выполнен полым с отверстиями в месте крепления дисков, трубки -одним кон,цом прикреплены к валу, а другим помещены между кольцами. i 2. Скруббер по П.1, о т л и ч а ю -ЩИ й с я тем, что, диаметры дисков О) .уменьшаются от центра к краям распылителя .