Устройство для мокрой очистки газа Советский патент 1986 года по МПК B01D47/04 

Изобретение относится к технике мокрой очистки газа от твердых и газообразных примесей, для проведения тепло- и массообменных. процессов между газом и жидкостью и мо- жет быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, угольной промьшшенности, металлургии, энергетике, промышленности строительных материалов и других отраслях народ°- ного хозяйства.

Цель изобретения - обеспечение оптимального гидродинамического режима при изменениях нагрузки по газовой фазе, увеличение производи- тельности и уменьшение брызгоуноса.

На г. 1 изображено устройство для мокрой очистки газа, продольный разрез; на фиг. 2 и 3 - верхняя решетка и отбойные злементы; на фиг. 4 и 5 - нижняя решетка с отверстиями трапециевидной и треугольной формы.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, штуцеров подвода 2 и отвода 3 газовой фазы, орошающего устройства 4, вьшода отработанного раствора 5. В корпусе установлены нижняя /основная 6 и верняя (дополнительная) 7 решетки про- вального типа и над решеткой стабилизатор 8. Верхняя решетка 7 выполнена с отбойными элементам1( 9 и 10, устанавливаемыми на боковой стороне отверстия 11 под углом ос 5-85°, а на основании - перпендикулярно плоскости решетки. Нижняя решетка с отверстиями 12 выполнена без отбойных злементов с возможностью поворота вокруг центральной оси для изменения живого сечения решетки.

Стабилизатор выполнен в виде полого конуса с перфорированной боковой поверхностью, угол при вершине конуса /3 60-1 70° , Расстояние от вершины конуса стабилизатора до решетки составляет ( 0,02-0,4) О, диаметр основания конуса (0,8-0,95).

Совокупность конфигураций отверс тий решеток, наличие отбойных элементов, и стабилизатора позволяет устройству работать в .широком диапазоне скоростей в реакционном объеме (1,1-18 м/с) и плотностей оро- шения - 1-300 м VM. ч.

Выполнение треугольной и трапециевидной формы отверстий решетки

0

5

1

5

5

0

0 5 0

3

0 5

73i

дает возможность получения равномерного слоя пены, так как узкой части отверстий будет соответствовать большее значение скорости газовой фазы, а расширенной части отверстий - меньшее значение ско- рости, таким образом, достигается равномерная подача газа по всему сечению решетки.

Установка отбойных элементов верхней решетки под углом а 5-85 способствует завихрению газожидкост- ного слоя, уменьшая брызгоунос и увеличивая поверхность контакта фаз, обеспечивая возможность расширения диапазона работы устройства, практически при значениях скоростей в реакционном объеме 1,1-18 м/с и при минимальных значениях плотности орошения 1-300 (табл. 1).

Наличие стабилизатора в виде полого конуса с перфорированной поверхностью способствует устранению брызгоуноса вследствие действия инерционного фактора и увеличению поверхности контакта фаз, объясняемой дополнительной дисп ергацией газовой фазы.

При увеличении значения угла при вершине конуса вьш1е 170 уменьшается высота пенного слоя, а-снижение значения угла ниже 60 способствует повышенному брызгоуносу (табл. 2).

Испытания проводились при плотности орошения LQ 5 м /м -ч скорости газа в реакционном объеме W 3 м/с и живом сечении решетки S- 0,24

Зависимость гидравлического сопротивления контактной ступени от величины диаметра основания стабилизатора приведена в табл. 3. Испытания проведены при W 3 м/с, Lg- 5 S 0,2А мVм При значении диаметра основания менее 0,8 и уменьшается поверхность контакта фаз, а при значении диаметра основания более 0,95D резко увеличивается гидравлическое сопротивление.

В табл. приводятся данные, позволяющие судить о влиянии расположения стабилизатора над решеткой на высоту пенного слоя.

Испытания проводились при плотности орошения LO 5 м /м -ч; W 3 м/с и So 0,24 .

Оптимальными значениями высоты расположения стабилизатора над решеткой являются значения h 0,02- O.AD .

Зависимость поверхности контактных фаз (ПКФ) от длины боковых сторон следующая

ПКФ,

120 (проскок газа

720

860

820

610

240 (пр.оскок газа

0,4D 0,450 0,4711 0,490

0,4950 0,52

При значениях длины боковых сторон 0,451 резко уменьшается поверхность контакта фаз, при увеличении длины стороны 0,495D увеличивается влияние пристенного эффекта, позтому оптимальные значения находяся в диапазоне (0,45-0,495) Г.

Зависимость поверхности контакта фаз (ПКФ) от длины основания отверстий следующая:

0,0050

0,011)

0,ОЗГ

0,04D

0,049D

0,0495D

ПКФ,

180 пристенный

эффект) 710 820 840 800 210 (проскок газа)

При значениях длины основания отерстий 0, снижается поверхВысота газожидкостного слоя, мм

400 850 900 ИЗО 1100 1100 1120 1150900

Гидравлическое сопротивление Па

4500 3000 2900 2700 2500 2450 2450 2400 1500

Поверхность контакта фаз, отнесенная к площади ре- щетки,

100 800 890 890 880 860 855 850. 320

214173

ность контакта фаз и увеличивается гидравлическое сопротивление и 0,049 снижается поверхность контакта фаз.

5 Устройство работает следующим образом.

Запыленный (или содержащий вредные компоненты) газ через штуцер 2 поступает под нижнюю рещетку 6, прой10 дя через отверстия 11, направляется к отверстиям верхней решетки 7, ударяясь об отбойные элементы 9 и 10, выходит через боковые отверстия, вступая в контакт с жидкой фазой, по15 даваемой на рещетку орошающим устройством 4.

При взаимодействии газовой и жидкой фаз над решеткой 7 внутри стабилизатора 8 и над ним образуется

20 слой мелкоячеистой пены. Прореагировавший раствор через отверстия решеток 7 и 6 стекает вниз корпуса 1 и через штуцер 5 выводится из устройства, а обработанный газ выбрасывает25 ся в атмосферу (или используется для других технологических нужд.

Таким образом, устройство для мокрой очистки газов обеспечивает оптимальный гидродинамический режим

30 при изменениях нагрузки по газовой фазе, позволяет увеличить объем обрабатываемого газа и ликвидирует брыз- гоунос вследствие центробежного действия отбойных элементов и инерционного стабилизатора.

Таблица 1

Высота пенно го слоя, мм

Брызгоунос, г/нм

450 800 980 1000 1100 1150 1120 1000 700 0,9 0,1 . 0,15 0,16 0,13 0,10 0,09 0,02 0,19

Параметр

Диаметр основания стабилизатора в долях диаметра

корпуса

Поверхность

контакта фаз ,

Гидравлическое сопротивление,

мм1100

420 870 890 910 940

1900 2400 2500 2800 3800

Высота пенного

слоя, мм400

800

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

900 1000 1000 1100 600

(риг. 2

(put.3

Фиг, V

Фие,5