Аппарат для очистки многокомпонентных газовых смесей Советский патент 1983 года по МПК B01D53/18 B01D47/10 

4;:

со Изобретение относится к аппарата химической технологии, а более конкретно к аппаратам для очистки газа в технологических процессах получения кварцевохо стекла, и предназначен для очистки воздушных выбросов и жидких стоков любых техноло1ических процессов, сопровождающихся выделением газообразного хлористого водорода, хлора и других агрессивны газов. Известны аппараты нейтрализации . ней - газов и хлора пенного типа 1 Однако такие аппараты имеютболь шое гидравлическое сопротивление, что ограничивает их производительность. Кроме того, эффективность их работы резко снижается при работе на газовых, смесях с низким содержанием очищаемых компонентов, ;что дел ет их непригодными для очистки печных газов в .техпроцессах получения особо чистого кварцового стекла. Известен аппарат для очистки многокомпонентных газовых смесей, включающий последовательно- установленные камеру смешения с распыливаю щим устройством, диффузор,контактну камеру, разделительную камеру, патрубки ввода и вывода фаз 2 Однако известный адпарат не позволяет производить достаточно . полную очистку газовых выбросов, вследствие того, что в его конструкции отсутствуют лeмeнтЫf интенсифицир-а йзшие л-роцессь поглощения вредных компонентов, содержащихся в газовых выбросах. В результате чего при орошении жидким по.глотителем общего газового потока, больших его скоростях и малом содерисании вредных примесей время контакта последних с нейтрилизующим агентом недостаточно для их нейтрализации. Кроме того, присутствие в газовых выбросах одновременно нескольких различного рода вредных газообра.зных примесей (НСВ , 0-J , Nn 0,), обладающих различной природой и химической активностью требует применения различных нейтрализующих агентов, оптимальных для каждого из них в отдельности. .Поэтому отсутствие в аппарате устройств, позволяющих использовать в процессе различного рода нейтрализующие агенты, существенно снижают эффективность работы указанного аппарата, в котором хорошо улавливается HCt газ, хуже хлор - газ и практически не улавливаются окислы азота и атомарный кислород. Целью изобретения является интейсификация процесса и полное поглощение вредных примесей за счет создания организованного движения частиц, многократного их столкновения, снижения гидравлического сопротивле ния и ликвидации застойных зон. Указанная цель достигается тем, что аппарат для .очистки многокомпонентных газовых смесей, включающий последовательна установленные камеру смешения с распыливающим устройством, диффузор, контактную камеру, разделительную камеру, патрубки ввода и вывода фаз, снабжен турбулизатором, установленным между диффузором и . Jэaздeлитeльнoй камерой и выполненным в виде последовательно сочлененных сферических или коническо-цилиндрических йамер, увеличивающихся по ходу движения газа. Целесообразно аппарат снабжать перфорированными решетками с разме щенной на них насадкой, установленными в контактной камере. Целесообразно решетки устанавливать наклонно. Выполнение турбулизатора в виде последовательно сочлененных сферических (или коническо-цилиндрических) камер, а также расположение его в аппарате.между диффузором и разделительной камерой, обусловлено физикохимическими- процессами, происходящими при очистке многокомпонентньгх газовых смесей, которая проходит в несколько этапов. На первом этапе очистка осуществляется в турбулизаторе, где происходит процесс поглощения газообразных вредностей каплями жидкости, содержащими растворенный нейтрализующий агент. Форма турбулизатора позволяет не ПРОСТО турбулизовать поток жидкости и газа, но придать хйСтическому движению частиц орг анизованный характер и за небольшой промежуток времени нахождения в нем обеспечивать многократное их. столкновение. Это происходит потому, что частицы жидкости, обладая более Высокой плотностью и несживаемостьК), двигаются в общем потоке прямолинейно, образуя факел распнла, в то время как поток смеси газов вследствие своей сжимаемости (помимо общего направления движения вдоль оси турбулизатора) под действием реакции стенок турбулизатора приобретает синусоидальную форму с узлами пучности вблизи горловин. Обладая Высокой кинетической энергией и химической активностью частицы вредного, компонента легко вступают в реакцию, , Число камер турбулизатора подбирается таким образом, чтобы время контакта фаз было не меньше времени, необходимого для прохождения реакции нейтрализации. , Увеличение диаметра горловин турбулизатора в направлении движения газожидкостной смеси необходимо для снижения гидравлического сопротивления потоку и исключения застойных зон.. Расположение турбулизатора между диффузором и камерой разделения дает возможнос;ть образовать газожидкостны поток переменного сечения как в само турбулизаторе, так и после выхода из него при прохождении потока через слои насадки (твердого сорбента.) Это позволяет проводить очистку на последующих этапах в ярко выражен ном турбулентном режиме и исключает возможность образования застойных зон. На фиг. 1 изображен аппарат для очистки многокомпонентных газовых смесей; на фиг. 2 - технологическая схема очистки газовых выбросов в:: технологических процессах получения кварцевого стекла; на фиг. 3 - турбулизатор сферической формы; на фиг. 4 - турбулизатор коническо-чилиндрической формы. Аппарат ,для очистки многокомпЬнентных газовых смесей состоит из . форсунок 1,. .камеры 2 смешения, диффузора 3, турбулизатора 4, контактной камеры 5, перфорированных решеток б , насадка 7, разделительной камеры 8,. легкосъемного днища 9, кон фузора 10, патрубок 11 .для ввода . газов, люков 12, предназначенных для загрузки-выгрузки твердого сорбента Технологйческа.я схема очистки, газовых выбросов в процессах поруче ния кварцевого стекла, включающая аппарат для очистки многокомпонентны газовых смесей (фиг. 2) состоит из аппарата для очистки многокомпон нт ньрс Газовых смесей, свечной трубы 1 вытяжного вентилятора 14, циркулйционного насоса 15 и отстойника 16i Каждая камера турбулизатора имеет горловины, увеличение которых .подчиняется определенному закону, например линейному с углом вб раскрытия. Закон изменения горловины турбулизатора должен соответствовать углу раскрытия факела газожидкостного потока в рабочем режиме. С целью равномерного тонкого распределения жидкой фазы на задней крышке камеры смешения устанавливаются форсунки в количестве 6-4 штук. Аппарат работает следующим образом. Газожидкостный поток разг;оняется (ускоряется) в диффузоре -3, а затем замедляется в турбулизаторе 4, в результате чего частицы жидкости и газа движутся по сложной траектории и многократно сталки.ваются друг с другом. Обладая высокой энергией при встрече с частицами нейтрализующей жидкости и твердого сорбента, молекулы вредных газов вступают в хими-. ческую реакцию, образуя ратворимые в воде соединения, которые по мере накопления в -селективных сорбентах периодически удаляются или .регенерируются . Процесс хемосорбции на твердом сорбенте осуществляется в момент прохождения потока через слои кускового сорбента.(например, пирита), причем смачивание его поверхности частицами нейтрализующей жидкости создает благоприятные условия для прохойодения химической реакции (нейтрализации) . Одновременно с процессом хемоЬорбции происходит разделение потоков газа, жидкости и твердых приме- , сей. Жидкость, пройдя отстойник 16, дополнительно очищается от твердых взвешенных частиц и при помощи циркуляционного насоса 15 возвращается в камеру 2 смешения. Длительность непрерывной работы аппарата определяется химической емкостью сорбентов и подбирается в . соответствии с основным технологическим процессом.

Ввод ней L- гпрализу

ющей жидкости

ovuate,

|. BufSo ff SmpaI лмуюи ей жидкости

Y

1 Cauf в канализацию фи. Г

Га на очистку

N5

ir

-13

7 .. Газ очищенС 1- ный

1. АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ, вклю чающий последовательно установленные камеру смешения с распыливающим . устройством, диффузор, контактную камеру, разделительную камеру, патрубки ввода и вывода фаз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и полного поглощения вредных примесей за счет создания организованного движения частиц, многократного их столкновения, снижения гидравлического сопротивления и ликвидации застойных зон, он снабжен турбулизатором, установленным между диффузором и разделительной камерой и выполненным в виде последователнно сочлененных сферических или коническо-цилиндрических камер, увеличиванвдихся по ходу движения газа. 2. Аппарат по п. 1, отличающий с я тем, что он снабжен перфорированными решетками с разме-. I щенной на них насадкой, установленными в контактной камере. (Л 3.. Аппарат по п. 2, о т л и ч аю щ и и с я тем, что решетки установлены наклонно.