Пенный аппарат Советский патент 1984 года по МПК B01D47/04 

Изобретение относится к технике мокрой очистки газов от газообразных и твердых примесей и может быть использовано в химической, энергетической промышленности и других отрас лях народного хозяйства. Известен циклонно-пенный аппарат. Аппарат включает в себя корпус, поддон для жидкости, улитку для подачи основного потока газа, сообщающуюся с корпусом через окна, патрубок для подвода дополнительного очищенного потока газа,нижняя кромка которого расположена под уровнем жидкости. м . Но подача газа в аппарат двумя потоками (через улитку и центральный барботажный патрубок) усложняет регу лирование гидродинамики процесса lj Наиболее близким к изобретению является пенный аппарат. Аппарат содержит корпус с патрубками для входа н выхода газа, и патрубками дл входа и выхода подпиточной и отработанной жидкости. Внутри корпуса расположены перегородка с центральной вертикальной трубой и брызго-отбойник с отбойным конусом. Для улучшения процессов взаимодействия газэ и жидкости, предотвращения проскбка газа за счет пульсаций, по оси центральной трубы установлен стабилизатор пенного слоя в вЮхе конуса, мень шее основание которого расположено на уровне нижнего среза центральной трубы {.21. Недостатками скруббера являются сложность конструкции, связанная с наличием значительного количества элементов сложной геометрической фор мы внутри центральной трубы, и недостаточная эффективность очистки газов из-за слабого стабилизирующего эффекта конуса, установленного в ниж ней части центральной трубы. Ликвидировать полностью пульсации слоя и проскоки газов, в особенности на ап паратах большей единичной мощности, т.е. большого диаметра, не удается. Вследствие этого и снижается эффективность очистки. Цель изобретения - повьшение эффективности газоочистки и упрощение конструкции пенного аппарата. Поставленная цель достигается тем что впенном аппарате, содержащем корпус с патрубками для входа и выхо да газа, и патрубками для входа и вы хода подпилочной и отработанной жид132 кости, перегородку, снабженную вертикальной трубой для взаимодействия газа и жидкости, стабилизатор пенного слоя, пенный аппарат вьшолнен в виде радиальньЕс наклонных лопаток, установленных в несколько рядов, начиная От нижнего Среза трубы так, что лопатки последующего ряда расположены между лопатками предьщущего, причем вертикальная труба снабжена поддоном, диаметр которого равен 1,151,3 диаметра трубы. Кроме того, поддон снабжен успокоителем жидкости, опущенным в него на 0,05-0,07 диаметра трубы. В случае установки нескольких труб необходимо каждую снабжать индивидуальным поддоном, поскольку при нали-, чии общего для всех труб поддона, возникающий в нем волновой режим ко ухудшает гидродинамику слоя, огоя участки труб и способствуя проскоку -газа. На фиг. 1 представлен пенный аппарат ; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 -.разрез Б-Б на фиг. 2. Аппарат содержит корпус 1, патрубок 2 входа газов, перегородку 3, делящую аппарат на Н1иснюю часть (предреакционное пространство) и верхнкио часть (сепарационное пространство) , сборник 4 жидкости, поддоны 5, установленный под каждой реакционной трубой 6, таким образом, что переливная (верхняя) кромка поддонов и нижний срез труб находится на одном уровне, орошакщее устройство 7 с отводами для подачи жидкости в каждую трубу, установленные в каждом поддоне успокоителей 8 жидкости, вьтолненные в виде взаимно-перпендику лярных пластин, расположенных ниже переливной кромки поддонов на глубину 0,05-0,07 диаметра труб. В каждой реакционной трубе 6 установлены стабилизаторы пенного слоя, вьтолненные в виде наклонно-радиальных лопаток 9. Лопатки расположены в несколько рядов, начиная с нижнего среза каждой трубы. Лопатки последующего ряда расположены между лопатками предыдущего. Аппарат имеет патрубок 10 для выхода очищенных газов и патрубок 11 для вывода отработанной жидкости. Успокоитель 8 жидкости может быть выполнен по одному из известных принципов в виде концентрических обечаек. радиальных ребер, решеток, сетчатых насадок и др. Пенный аппарат работает следующим образом. Загрязненные примесями газы подают в нижнюю часть корпуса 1 через патрубок; входа 2 газов в предреакционное пространство, ограниченное перегородкой 3 г сборником отработан рой жидкости 4. Затем газы чер.ез зазор мезвдупереливной кромкой поддонов 5 и нижним срезом труб 6 поступа ют в реакционное пространство труб, куда через орошающее устройство -7 подают орошакядую жидкость, которая заполняет поддоны 5. При проходе газов над жидкостью, находящейся в поддонах, происходит ее эжектиройание газами в реакционное пространство труб 6. В трубах газы и орошающая жидкость взаимно диспергируют друг в друге, создавая слой пены с высокоразвитой, непрерывно обновля ющейся поверхностью контакта фаз, в котором происходит очистка газов от твердых и газообразных примесей. С целью предотвращения раскачивания жидкости в подонах5 установлены усп коители 8 жидкости. Успокоители уста новлены ниже переливной кромки поддонов, т.е. в рабочем состоянии полностью погружены в слой жидкости. Глубина погружения от нижнего среза труб составляет 0,05-0,07 диаметра труб и выбрана из условия, что зазор между срезом труб и успокоителем должен обеспечивать рабочие скорости в нем (зазоре) 10-17 м/с. Характерис тики аппарата в зависимости от установки успокоителя приведены в табл. 1. Характеристики сняты для трубы диаметром 0,5 м, диаметр поддона 0,6 м, высота поддона 0,2. м, успокоитель выполнен из взаимно-перпендикулярных полос шириной 0,1 м, размер ячеек 0,15x0,15 м, нагрузка по воздуху 0,6-0,7 , орошение водой в количестве 0,12 л/м. Зависимость технического парамет ров пенного аппарата от глубины уст новки успокоителя жидкости в поддон приведена в табл. V., Как видно из таблицы 1, оптималь ные пределы глубины установки успокоителя жидкости находятся в интервале 0,05-0,07 диаметра реакционной Iтрубы. Умзньшение зазора ведет К.резкому росту гидравлического со- противления аппарата, увеличение ведет к снижению его целевых характеристик, как успокоителя, и, в результате, снижает высоту пенного слоя, С целью стабилизации гидродинамического режима в пенном слое в реакционном пространстве труб 6 установлены наклонно-радиальные лопатки 9. Их устанавливают начиная от нижнего среза труб в несколько рядов, таким образом, чтобы лопатки последующего ряда находились между лопатками предьщущего. Такая установка лопаток дает возможность стабилизировать пенный слой во всем его объеме и, кроме того, за счет подкрутки газового потока, до минимума свести брызгоунос из труб. Под действием центробежных сил брызги орошающей жидкости отбрасываются на стенки труб, практически не попадая в сепарационное пространство над перегородкой 3. Очищенные газы удаляются из аппарата через патрубок 10, а отработанная жидкость через патрубок 11. Для нормальной работы пенного аппарата необходимо, чтобы диаметр поддонов составлял 1,15-1,3 диаметра реакционных труб. Кольцевой зазор, полученный между наружным диаметром труб и внутренним диаметром поддонов обеспечивает оптимальные условия захвата жидкости движущимися над ее поверхностью газами при практически неизменном входном сопротивлении. Зависимость гидравлического сопротивления аппарата от соотношения . диаметров реакционной трубы и поддона показана в табл. 2. Рекомендуемая нагрузка на одну трубу до 12 тыс; при скоростях газа в рабочем пространстве 2,54,5 м/с. В таблице приведены усредненные значения (показатели) сопротивления пустого (без орошающей жидкости) ап- . парата. Скорость газог в пересчете, на полное сечение реакционной трубы составила около 3,5 м/с, диаметр трубы 0,5 м. Как видно из таблицы, гидравлическое сопротивление аппарата зависит не от абсолютных диаметров трубы и поддона, а от их соотношения, т.е. обусловлено шириной зазора и скоростью газов в нем. Предпо чтительный диаметр поддона составля-

J1125023

ет 1,15-1.,3 диаметра трубы. При

Т а 6 л и ц а 1

1. ПЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус с патрубками для входа и выхода газа и патрубками для входа и выхода подпиточной и отработанной жидкости, перегородку, снабженную вертикальной трубой для взаимодейстВИЯ газа и жидкости, стабилизатор пенного слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности газоочистки и упрощения конструкции аппарата, стабилизатор пенного слоя выполнен в виде радиальных наклонных лопаток, установленных в несколько рядов, начиная от нижнего среза трубы так, что лопатки последующего ряда расположены между лопатками предыдущего, причем вертикальная труба снабжена поддоном, диаметр которого равен 1,15-1,3 диаметра трубы. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что поддон снабжен успокоителем жидкости, опущенным в него на 0,05-0,07 диаметра трубы.

120

Гидравлическое сопротивл. мм. в, ст

Таблица2

45

40

40

50

Mnacmti г-горя9а

Вид А

Лопасти Z ряда