Пенный аппарат Советский патент 1988 года по МПК B01D47/04 

JКЧ

,.ж

JКЧ

Изобретение относится к пенным аппаратам мокрой очистки газов от твердых и газообразных веществ. Пенный аппарат содержит корпус 1 с патрубками ввода 2 и вывода 3 газа и ввода 4 и вывода 5 орошающей жидкости, провальную тарелку 6 с наклонными пластинами 7, над которой расположен стабилизатор 9 в виде цилиндра с наклонными пластинами 12 с целью повышения эффективности процесса в широком диапазоне скоростей по газу. Наружная стенка стабилизатора выполнена в виде герметичной полости 11, наклонные пластины 12 стабилизатора 9 направлены в сторону, противоположную пластинам 7 тарелки 6. Стабилизатор установлен на направляющей оси 8 верхней части пенного аппарата с возможностью вращения и выполнен из тангенциально расположенных пластин с углом наклона к оси корпуса 2 - 85. Ширина герметичной полости стабилизатора 0,05-0,2D, а высота равна О,08-0,18D, где D - диаметр корпуса пенного аппарата. 1 з.п. ф-лы, 2 нл, 2 табл. § (Л

3

7

Tir

S

- .t

,в ,1 S

г

Лзив

fVltOfg

(«ял АтЕ.

fOtttmOf

«М7

Изобретение относится к пенным аппаратам для мокрой очистки газов от твердых и газообразных частиц и может быть использовано для прове- дения процессов тепломассообмена между газом и жидкостью в химической и нефтеперерабатывающей промьшшенности энергетике, в черной и цветной металлургии.

Цель изобретения - повьппение эф- 4 ективности процесса в широком диапазоне Скоростей по газу.

На фиг. 1 показан пенный аппарат, разрез;на фиг. 2 - стабилизатор.

. Пенный аппарат включает корпус 1 снабженный патрубками ввода 2 и вывода 3 газа и патрубками для ввода 4 и вывода 5 орошающей жидкости. Внут- ри корпуса установлена провальная тарелка 6 с наклонньми пластинами 7. Корпус снабжен вертикальной осью 8, на которой установлен стабилизатор 9 с возможностью свободного вращения вокруг оси и перемещения по высоте, огран гчителем 10, который в процессе эксплуатации при резком изменении скорости газа ограничивает высоту подъема стабилизатора. Наружная стенка стабилизатора 9 вьтолнена в виде герметичной полости 11, а наклонные пластины 12 стабилизатора 9 направлены в сторону, противоположную на- |клонным пластинам 7 тарелки 6.

Пенный аппарат работает следующим образом.

Газ, входя через патрубок 2 вво- 1да, попадает на провальную тарелку 6 с наклонными пластинами 7, где, встрчаясь с орошающей жидкостью, подаю- щейся через патрубок 4, формирует газожидкостный слой. Газожидкостный слой, ударяясь в пластины 12 стабилизатора 9, поднимается, вращается и изменяет направление движения в противоположную сторону. Стабилизатор, установленный на направляющей оси 8 верхней части аппарата, приходит во вращение, перемещаясь при

этом по высоте. В результате в верх

ней части газожидкостного слой происходит отделение газовой фазы от жидкой, которая, опускась в периферийном кольцевом пространстве мегщу корпусом аппарата и герметичной по- лестью наружной стенки стабилизатора, снова попадает в газожидкостный слой, обеспечивая интенсивную циркуляцию орошающей жидкости. Часть жидс0

5

0 5 0

з

0

0

е

кости по мере необходимости отводится через патрубок 5, а очищенньй газ выводится через патрубок 3. При этом стабилизатор выполнен из тангенциально расположенньк пластин с углом наклона 2-85°.

При уменьшении угла наклона пластин стабилизатора менее 2 или увеличении более 85 резко снижается высота газожидкостного слоя, что ведет к проскоку неочищенного газа. Зависимость высоты газожидкостного слоя и гидродинамического сопротивления от угла наклона пластин представлена в табл. 1.

Стабилизатор располагается в верхней части пенного слоя за счет герметичной полости и обеспечивает высоту пенного слоя до 800-1000 мм в диа-, пазоне изменения скоростей газа 4- -15 м/с, а поверхности контакта фаз (ПКФ) 300-600 мVм

Основное назначе ше герметичной полости стабилизатора заключается в обеспечении взвешенного состояния стабил шзатора; в уплотнении верхней части газожидкостного слоя за счет гомогенизации, что не имеет место в известных конструкциях стабилизато- ров; в обеспечении снятия диффузион-; ных торможений на границе раздела фаз при массообмене за счет увеличения скорости газа в плоскости стабилизатора и гемогенизации структуры слоя; в обеспечении стабильной работы аппарата в miipOKOM диапазоне изменения скоростей газа.

Изменение устойчивости диапазона работы пенного аппарата обеспечивается конструктивными размерами герметичной стенки стабилизатора.Оптималь- ные размеры высоты полости обуславлиг вашт обеспечение оптимальных свойств газожидкостного слоя. Высота герметичной полости, определяющая ее объем, создает условия взвешенного состояния стабилизатора, которое в зависимости от интенсивности ороше- ния изменяет вертикальное положение стабилизатора, при этом всегда происходит уплотнение газожидкостного слоя в широком диапазоне интенсивности орошения без ухудшения его структуры. Ширина герметичной полости, оказьшая определенное влияние на ее объем, позволяет регулировать вертикальный поток газа, прорывы газа при малой подаче орошения, вьфавнивает

газожидкостньй слой по внутренней части стабилизатора, способствует всшшванию стабилизатора при интенсивном орошении, при этом увеличение объема газожидкостного слоя не приводит к ухудшению его структуры.

В табл. 2 приведено обоснование размеров герметичной полости стабили затора.

Как видно из табл. 2, при уменьшении ширины и высоты герметичной полости соответственно менее 0,05 и 0,08 D и при увеличении этих параметров соответственно более 0,2 и 018D, где D - диаметр корпуса аппарата, структура газожидкостного слоя при повьш1енной производительности аппарата резко ухудшается, что харак теризуется величиной ПКФ, которая уменьшается по сравнению с оптимальным режимом в 3-5 раз.

Устойчивая работа предлагаемого пенного аппарата наблкдается- в широком диапазоне (скорость обработки газа от 4 до 1 м/с, подача жидкой фазы 5 - 260 м /м ч, что важно при эксплуатации аппарата в промьшг- ленных условиях.

Основными преимуществами предлага емого пенного аппарата перед известным устройством являются повьш1ение производительности в 2-2,2 раза,

Высота газожидкостного слоя, мм 50-130 400 550 750 760 730 450 180-200

Гидродинамическое

сопротивление. Па 400 800 1000 1200 1300 1400 1850 2400

..

/н . 100/60350/380-450/420500/5/ 0А80/500 70/100

Примечание. D- диаметр корпуса аппарата.

повышение линейной скорости газового потока до 15 м/с, расширение диапазона устойчивой работы пенного 5 аппарата при изменении нагрузок по газовой и жидкой фазам. Формула изобретения

30

затора выполнены с наклоном, противоположным наклону пластин провальной тарелки.

Таблица 1

/Таблица 2

Фиг. 2