Дренажное устройство для выброса токсичных или опасных газов и паров жидкостей в атмосферу Советский патент 1983 года по МПК F23J11/00 

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано для выброса в атмосферу токсичных или опасных газов и паров жидкостей таких как кислород, азот, паромаслянные дисперсии, загрязненный воздух и т.д. из аппаратов, емкостей и трубопроводов. Известны дренажные устройства, предназначенные для упорядоченного выброса в атмосферу токсичных или опасных газов и паров жидкостей, таких как кислород, водород, азот, парамаслянные эмульоии, загрязненный воздух и т,д. Наиболее распростр нены дренажные устройства, содержащие вертикально установленную трубу, по которой газ отводится на большую высоту и выбрасывается в атмосферу без дожигания или с дожиганием. Поми МО трубы такие устройства могут содержать колпак, защищающий трубу от попадания загрязнений (пыль, песок) и атмосферных осадков, либо огнепреградитель, предотвращающий, в слу чае дожигания выбрасываемых газов, проскок пламени внутрь трубопроводов или емкостей, из которых осуществляется выброс L 1 . Недостатком устройств является то что их работа основана на явлении са мопроизвольного рассеивания выбрасываемых газов в атмосфере под воздейс вием атмосферной турбулентности, что при выбросах в атмосферу больших количеств газов или паров приводит к созданию в местах выброса больших зо опасных концентраций выбрасываемых г зов, а в случае дожигания выбрасываемых газов - к факелам большой длины Известны также дренажные устройст ва эжекторного типа, содерж ащие эжек тор, соединенный одним трубопроводом с емкостями или трубопроводами, из которых осуществляется выброс газов или паров, а другим - с компрессорно установкой или баллонами со сжатым газом. В таких устройствах сжатый газ, в качестве которого может испол .зоваться воздух или нейтральные газы (азот, углекислый газ), используется как для эжектирОвания, так и для. уменьшения концентрации выбрасываемого газа. Выброс в атмосферу токсич ного или опасного газа (пара) с предварительно пониженной концентрацией обеспечивает более быстрое его рассеивание до допустимых концентраций 2. Однако такие устройства также неэффективны при выбросах в атмосферу больших количеств газов или паров, в связи с необходимостью больших запасов сжатых газов или наличия мощных компрессорных установок. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, имеющее вертикальную трубу с укрепленными на ней тарелкой с отверстием в центре, равным диаметру трубы, и колпаком в виде тела вращения, установленным с зазором относительно торца трубы и соосно с ней З. Недостатком этого устройства является то, что из него выбрасывается газ с неиспользуемым запасом энергии в виде кинетической энергии струи и потенциальной энергии избыточного давления. Кроме того, на тарель и колпак данного устройства, вследствие их больших размеров, воздействуют большие усилия, что делает нецелесообразным применение этого устройства для сброса газов и паров из емкостей и трубопроводов, работающих под большим избыточным давлением. Цель изобретения - сокращение размеров зон опасных концентраций в мес тах выброса токсичных или опасных газов и размеров факелов при выбросе горючих газов. Указанная цель достигается тем, что в дренажном устройстве для выброса токсичных или опасных газов и паров жидкостей в атмосферу, содержащем вертикальную трубу, тарелку с цент-, ральным отверстием и колпаком в виде тела вращения, установленным с зазором относительно тарелки, оно снабжено охватывающим выходной участок трубы и установленным коаксиально ей с радиальным зазором смеситель, к верхнему торцу которого прикреплена тарелка с диаметром отверстия, равным диаметру верхнего торца смесителя. Причем, смеситель выполнен в виде обратного усеченного конуса. Кроме того, смеситель выполнен в виде цилиндра. Выходной торец трубы снабжен реактивным соплом. Труба и смеситель в данном случае образуют эжектор, что гюзвoляet использовать кинетическую энергию струи сбрасываемого газа или пара, истекающей из трубы в смеситель, для засасывания в смеситель воздуха из окру31жающей дренажное устройство атмосферы. При этом, чем выше избыточное давление выбрасываемого газа, тем большее значение скорости истечения может быть получено (посредством реактивного сопла) и тем выше эффективность эжектора. Это позволяет интенсифицировать процесс .перемешивания выбрасываемого газа или пара с атмосферным водухом в начальный и последующий моменты времени выброса когда сброс газов осуществляется с большими расходами и обеспечивает вы брос в атмосферу из дренажного устройства токсичных и опасных газов или паров, предварительно перемешанных с воздухом, что в конечном счете приводит к сокращению зон опасных концентраций в местах выброса или уменьшению длин факелов в случае выброса горючих газов и их сжигания, С приближением избыточного давления в дренируемых емкостях и трубопроводах к нулевому значению эффективность эжектора уменьшается, но одновременно с этим отпадает необхо димость в дополнительных средствах рассеивания выбрасываемого газа всле ствие того, что его расход также уменьшается и стремится к нулю. Пред- JQ лагаемое дренажное устройство в этом случае работает как обычное дренажное устройство типа вертикальной трубы. В эжекторе также происходит выравнивание давлений эжектирующего (сбрасываемого) газа и эжектируемого воздуха: давление эжектирующего газа понижается, а давление эжектируемого - повышается. Вследствие этого в между тарелкой и колпаком поступает газовая смесь, давление которой может быть значительно ниже давления выбрасываемого газа или па ра, что обеспечивает уменьшение уси лий, действующих на элементы дренаж ного устройства. На фиг. 1 и фиг. 2 изображен общий вид двух возможных конструкций предлагаемого дренажного устройства его сечение. Дренажное устройство содержит ве тикальную трубу 1 с соплом 2, смеситель 3, выполненный в виде цилинд или полого усеченного конуса, установленный с радиальным зазором коаксиально трубе 1, тарелку k, прикрепленную к верхнему торцу смесителя и колпак 5, выполненный в виде тела вращения. 3 Дренажное устройство работает следующим образом. Выбрасываемый из емкостей и трубопроводов газ под воздействием избыточного давления по вертикальной трубе 1 пйступает в реактивное сопло 2, где ускоряется и далее с больиюй скоростью истекает из сопла 2 в смеситель 3. За счет эжектирующего действия этой струи на входе в смеситель 3 создается разрежение, за счет которого в смеситель 3 засасывается воздух из окружающей устройство атмосферы. В смесителе 3 происходит перемешивание засасываемого воздуха с выбрасываемым газом и одновременно повышение его давления. Полученная в смесителе 3 смесь поступает в зазор между тарелкой k и колпаком 5, откуда выбрасывается в атмосферу. Далее смесь распространяется в направлении ветра и постепенно рассеивается под воздействием атмосферной турбулентности до допустимой концентрации. Применение предлагаемого дренажного устройства, позволяет сократить размеры зон опасных концентраций в местах выброса газов или паров, вслед ствие того, что в данном дренажном устройстве помимо принципа пространственного распределения потока сбрасываемого газа или пара и принудительной его турбулизации, реализуется также возможность использования энергии выбрасываемого газа или пара для подмешивания к нему атмосферного воздуха, благодаря чему из предлагаемого дренажного устройства при больших расходах выбрасываемого газа в атмосферу выбрасывается токсичный или опасный газ более низкой концентрации. Сокращение размеров зон опасных концентраций в местах сброса опасных газов позволяет размещать дренажные устройства ближе к работающему оборудованию (например, искроопасному) или местам нахождения людей, что приведет к сокращению капитальных затрат на дренажные системы, вследствие уменьшения протяженности трубопроводов, отводящих сбрасываемые газы или пары на безопасные расстояния и исключения . в некоторых случаях, необходимости устраивать специально оборудованные дренажные площадки. Сокращение размеров зон опасных концентраций уменьшает воздействие выбрасываемых газов .И паров жидкостей на окружающую среду.

Кроме этого, предлагаемое устройство может эффективно применяться в тех случаях когда применение.прототипа нецелесообразно, т.е, в случаях больших расходов и больших избы точных давлений выбрасываемых газов и паров. Это не только обес

печит: сокращение размеров зон .опасных концентраций, но и по зволит сэкономить металл за счет

уменьшения усилий в элементах

устройства.

1. ДРЕНАЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫБРОСА ТОКСЖНЫХ ИЛИ ОПАСНЫХ ГАЗОВ И ПАРОВ ЖИДКОСТЕЙ В АТМОСФЕРУ, содержащее вертикальную трубу, тарелку с центральным отверстием и колпаком ввиде тела вращения, установленным с зазором относительно тарелки, отличающееся тем, что, с целью сокращения размеров зон опасных концентраций в местах Ш)ррса токсичных или опасных газов и размеров факелов при выбросе горючих газов, оно снабжено охватывающим выходной участок трубы и установленным коаксиально ей с радиальным зазором смеситель, к верхнему торцу кото|эого прикрепле на тарелка с диаметром отверстия, равным диаметру верхнего торца смесителя. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что смеситель выполнен в виде обратного усеченного конуса. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что смеситель выполнен в виде цилиндра, 4. Устройство по п. 1, о т л и (Л чающееся тем, что выходной торец трубы снабжен реактивным соплом.. со 00 tsD СО

22223

UZ.i