Устройство для мокрой очистки газов Советский патент 1988 года по МПК B01D47/04 

держащем корпус 1 с патрубками ввода 2 и вывода 3, размещены контактньй элемент в виде диафрагмы 6, диаметр отверстия 7 которой равен 0,4-0,7 D, где D - диаметр устройства, и стабилизатор 8 пенного слоя, которьш выполнен в виде сетчатого стакана и установлен открытом торцом над отверстием 7 диафрагмы 6 на расстоянии 0,1 - 0,3d, где d - диаметр отверстия диафрагмы. При этом высота сетчатого стакана составляет 0,1-0,4d, а диаметр его равен 1,1 - 1,5d. Наличие отверстия 7 упорядочивает движение газовой жидкости фазы, а выполнение стабилизатора в виде сетчатого стакана позволяет равномерно распределять газовый поток и способствует образованию мелкоячеистой пены. 2 ил., 4 табл.

Изобретение относится к устройствам для мокрой очистки газов от твердых и газообразных примесей, может быть использовано для проведения тепло- и массообменных процессов между газом и жидкостью в химической, угольной, нефтеперерабатывающей промышленности и других отраслях народного хозяйства и позволяет повысить эффективность очистки газа и снизить гидравлическое сопротивление. В устройстве для мокрой очистки газа, со(Л

1- . -

Изобретение относится к технике мокрой очистки газов от твердых и газообразных примесей и. может быть использовано для проведения тепло- и массообменньк процессов между газом и жидкостью в химической, угольной, нефтеперерабатьшающей промышленности металлургии и других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение эффективности очистки газа в широком диапазоне скорости по газу и снижение гидравлического сопротивления устройства.

На фиг. 1 изображено устройство для мокрой очистки газа на фиг. 2 - стабилизатор Пенного слоя в виде полого сетчатого стакана.

Устройство содержит корпус 1с патрубками ввода 2 и вывода 3 газа, орошающее устройство 4 и патрубок 5. вывода отработанного раствора. Внутри корпуса размещена диафрагма (контактный элемент) 6 с одним централь- ным отверстием 7, диаметр которого находится в пределах 0,4-0,7 D, где D - диаметр устройства.

Над диафрагмой установлен стабилизатор 8, выполненный в виде сетча- того стакана. Высота стакана равна 0,1 - 0,4 d, где d - диаметр отверстия диафрагмы, а диаметр стакана 1,1 - 1,5d. Стакан установлен открытым торцом над отверстием диафрагмы на расстоянии, равном 0,1 - 0,3d. .

Устройство работает следующим образом.

З.апыпенньй .(или содержащий вредны компоненты) газ через патрубок 2 вво да газа поступает под диафрагму 6 и,

пройдя через отверстие 7 диафрагмы, направляется к стабилизатору 8, на который через орошающее устройство 4 подаётся жидкость. Над диафрагмой газ вступает в контакт с жидкостью и образует пенный слой. Газ, проходя через сетчатую поверхность стабилизатора выполненного в виде стакана и установленного над отверстием диафрагмы открытым торцом, дробится на мелкие струи. При этом происходит дробление пены о стенки стабилизатора и обновление межфазной поверхности. На диафрагме образуется однородный пенный слой с высокой степенью обновления межфазной поверхности за счет дробления о сетчатую поверхность стабилизатора. Отработанная жидкость через отверстие 7 диафрагмы 6 стекает в нижнюю часть корпуса аппарата и выводится через патрубок 5, а очищенньй газ .из верхней части пенного слоя через патрубок вывода газа вьгоодится в атмосферу.

Наличие центрального отверстия в диафрагме упорядочивает движение газовой и жидкой фаз и дает возможность более полно использовать энергию газового потока на создание мелкоячеистой пены. Поток газа, проход через отверстие диафрагмы, контактирует с жидкостью и направляется к стабилизатору, где дробится о его стенки и сетчатое .дно. Выполнение }стабилизатора в. виде сетчатого ст-ака на позволяет рашТомерно распределить газовый поток, что полностью исключает локальные неравномерност-И в структуре пенного слоя над поверх- 1н6стью стабилизатора.

Удельная объемная поверхность контакта фаз (ПКФ) повьшается за сче организации более лучшей структуры пены (пена становится мелкоячеистой с непрерывно обновляющейся поверхностью за счет дробления о сетчатую поверхность стабилизатора) и деления газовых струй на более мелкие размеры. Это свидетельствует о высокой интенсивности процессов тепломассообмена. При этом форма стабилизатора в виде сетчатого стакана, установленного над отверстием диафрагмы открытым торцом, обеспечивает рациональное отделение жидкой фазы и ее слив через отверстие в нижнюю часть аппарата. Это позволяет работать при более высоких плотностях орошения с меньшим гидравлическим сопротивлением, которое имеет практически постоянную величину в широком диапазоне изменений нагрузок по жидкой и газовой фазам (скорость газа 1 - 10 м/с, плотность орошения 1 - 300 ).

Наличие центрального отверстия в диафрагме полностью предотвращает возможность залипания диафрагмы гидрофобными пьшями и дает возможность работать с растворами высокой плотности и упрощает технологию изготовления устройства.

В табл. 1 приведены результаты оп ределения оптимальной величины отверстия диафрагмы.

Из данных, приведенных в табл. 1, видно, что оптимальная величина отверстия диафрагмы для предлагаемой конструкции составляет 0,4-0,7 D, где D - диаметр устройства.

При уменьшении диаметра диафрагмы менее 0,4D величина гидравлического сопротивления возрастает за счет удержания большего количества жидкости на диафрагме.

При увеличении диаметра отверстия более О,7D .на диафрагме удерживается незначительное количество жидкости, газ без контакта струями прорывается через слой жидкости, гидравлическое сопротивление резко падает.

В табл. 2 приведены результаты определения оптимальной высоты сетчатого стакана.

При уменьшении высоты сетчатого стакана меньше О,Id, где d - диаметр отверстия диафрагмы, уменьшается удерживающая способность жидкости на контактной ступени, что приводит к

5

0

5

0

5

0

5

0

5

снижению гидравлического сопротивления. Газ факелами прорьгоается без эффективного контакта с жидкостью.

Увеличение высоты сетчатого стакана более 0,4d приводит к увеличению удерживаннцей способности жидкости, рездсому возрастанию гидравлического сопротивления.

В табл. 3 приведены результаты определения оптимального размера диаметра стакана.

Уменьшение диаметра стакана менее 1,М,где d - диаметр отверстия диафрагмы, приводит к уменьшению удерживающей способности жидкости, что приводит к резкому изменений структу; ры слоя (ПКФ .резко падает до 250 ). Гидравлическое сопротивление устройства дадает, имеют место факельные прорывы газа с образованием мешков газа у поверхности корпуса устройства.

При увеличение диаметра стакана более 1,5d в плоскости диафрагмы образуется воздушная подушка, гидравлическое сопротивление резко растет, ПКФ падает за счет образования воздушных мешков в объеме стабилизатора и далее над ним.

В табл. 4 приведены результаты определения оптимального уровня размещения стабилизатора над диафрагмой . i

При уменьшениивеличины высоты

установки стабилизатора менее О,Id, где d - диаметр диафрагмы, уменьшается пространство для организации нормального слива жидкости с диафрагмы, количество жидкости резко возрастает, гидравлическое сопротивление растет.

При увеличении величины высоты ус- тановки стабилизатора более 0,3d, удерживающая способность жидкости уменьшается, гидравлическое сопротивление слоя падает, имеют место факельные прорывы газа, структура слоя ухудшается.

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства мокрой очистки газа интенсивность тепломассообмена увеличивается в 1,5-2 раза (ПКФ предлагаемого устройства 600 - 750 wVM, а известного 350-530 ) и снижается гидравлическое сопротивление. Кроме того, устройство отличается простотой, технологичностью

изготовления и надежностью в эксплуатации за счёт полного предотвращения замыкания гидрофобными пылями и кристаллизующими растворами.

Ф о р м у л а из о б р. е те н и я

Устройство для мокрой очистки газов, включающее корпус с патрубками ввода и вывода газа, внутри которого расположены контактный элемент и стабилизатор пенного слоя, от ли - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

Показатели очистки

Значение показателей при величине отверстия диафрагмы

0,ЗР

0,40

2200 1200 1100 1000 700 750 740 Аппарат запира- Стабильный пенный слой

ется

сопротивго слоя

400 800 1000 1200

610 690 720 Факель- Ста бильньй пенный слой ные про- рьшы газа

повышения эффективности очистки газа в широком диапазоне скорости по газу и снижения гидравлического сопротивления, контактный элемент вьтолнен в виде диафрагмы, диаметр отверстия которой равен 0,4 - 0,70,где D - диаметр устройства, а стабилизатор вы полней в виде сетчатого стакана высотой 0,1 - 0,4d, где d - диаметр отверстия диафрагмы, и диаметром 1,1- 1,5d, установленного открытьм торцом над отверстием диафрагмы на расстоянии, равном О,1-0,3d.

Таблица 1

0,50

0,60

0,70

0,80

800 600

600

Факельные

прорывы

газа

Таблица 2

1200 750

1850

Аппарат

запи-рается

Показатели очистки

Значение показателей при диаметре стакана 1,0d |l,1d ri,2d М.За Г 1,4d |l,5d|l,

сопротивго слоя

670 1000 1200 1200 250 680 700 710 Факель- Стабильный пенный слой ные прорывыгаза

Г щpaвличecкoe сопротивление стабилизатора. Па ПКФ, Структура пенного слоя

Таблица 3

6d

1220 1800 750 450 Аппаратзапирается

Таблица 4

1100 700 слой

600

Факельные

прорывы

газа

т г. 2