Устройство для мокрой очистки газов от твердых частиц Советский патент 1989 года по МПК B01D47/10 

1

Изобретение относится к охране окружающей среды от вредных выбросо в атмосферу и в водные объекты и может быть использовано в мокрой очистке газов от твердых частиц в целлюлозно-бумажной, теплоэнергети- ческой отраслях промышленности и промышленности строительных материалов.

Цель изобретения - повышение .эф- фективности устройства.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - траектория движения твердой частицы, где о, - положение верхней части конусообразной диафрагмы при величине критерия подобия 1-1,4; о при величине критерия подобия 1,4- 1,7; в- при величине критерия подобия 1 ,7 и более.

Устройство содержит вертикальный скруббер Вентури 1, каплеуловитель 2 и осветлительную емкость 3. Все они расположены по общей оси. Осветлительная емкость 3 заполнена жидкостью.таким образом, чтобы ниж- няя кромка каплеуловителя 2 находилась ниже уровня жидкости. По периметру осветлительная емкость 3 снабжена периферийным водосборным желобом 4 с водосливной кромкой 5 и штуцером 6 для подпитки устройства свежей водой. В центральной части осветлительной емкости 3 под уровнем жидкости размещена конусообразная

диафрагма 7 в виде обратного усечен- iного конуса по общей оси с верти кальным скруббером Вентури 1 и кап- леуловителем 2. Она прикреплена к

нижней части диффузора 8 скруббера , Вентури. Скруббер Вентури 1 имеет патрубок 9 входа запыленного газа и форсунку 10, через которую производится орошение запыленного газа жидкостью. Каплеуловитель 2 снабжен патрубком 11 для вывода очищенного газа, осветлительная емкость,3 снабжена штуцером 12 для удаления шлама и штуцером 13 для отвода осветлен

ной жидкости.

Устройство работает следующим образом.

Газы, содержащие твердые частицы, через патрубок 9 поступают в скруббер Вентури 1 и орошаются жидкостью через форсунку 10. При этом образуется газокапельный поток и твердые частицы осаждаются на каплях. Газокапельный поток выходит из диффузора 8 скруббера Вентури и двигается к поверхности жидкости в осветлительной емкости 3. В пространстве между выходным отверстием диффузора 8 и поверхностью жидкости в осветлительной емкости 3 скорость гаг зов снижается пропорционально увеличению поперечного сеч ения устройства, скорость капель жидкости, содержащих твердые частицы, меняется незначительно .

После контакта с поверхностью жидкости газы двигаются вверх через каплеуловитель 2 и выходят из устройства через патрубок 11.

Капли поглощаются поверхностью жидкости в осветлительной емкости 3, Основная часть жидкости в осветлительной емкости движется горизонтально в верхнем слое над конусообразной диафрагмой 7 от общей оси устройства к периферии. Обогнув сверху конусообразную диафрагму 7, поток жидкости поворачивает вниз, расширяется, огибает нижнюю кромку каплеуловителя 2, вновь поворачивает вверх, переливается через водосливную кромку 5 в периферийный водосборный желоб 4 и уходит из устройства через штуцер 13. Водосливная кромка 5 периферийного водосборного желоба 4 обеспечивает равномерный отбор осветленной воды по всему периметру осветлительной емкости 3, что позволяет иметь одинаковые скорости движения жидкое- ти в горизонтальном верхнем слое, огибающем конусообразную диафрагму.

Твердые частицы при контакте капель с поверхностью жидкости продол- жают двигаться по инерции сверху вниз со скоростью, зависящей от скорости движения капель у поверхности жидкости, от размера и плотности частиц, от вязкости жидкости. Пройдя с высокой скоростью верхний, горизонтально движущийся слой жидкости, час- тицы попадают в ту часть осветлительной емкости 3, которая ограничена конусообразной диаАрагмой 7. В этой части осветлительной емкости 3 частицы осаждаются в почти неподвижной жидкости, что сопособствует их быстрому и полному осаждению на внутреннюю поверхность конусообразной ди- афрагмы 7.

Твердые частицы осаждаются на внутренней поверхности конусообразной диафрагмы 7, если траектория их движения пересечет эту поверхность, в противном случае они пройдут в горизонтальном слое жидкости над конусообразной диафрагмой 7. Траекторию движения твердых частиц определяет суммарный вектор их скорости, который складывается из трех составляющих векторов, как это показано на фиг.З; U - инерционной составляющей скорости движения частицы;.V - го

Q «j 0 5

Q „

5

риэонтальной составляющей скорости движения жидкости; W - вертикальной составляющей скорости движения жидкости. Все три составляющие суммарного вектора скорости непрерывно изменяются .

Наиболее неблагоприятные условия осаждения складываются из твердых частиц, находящихся в каплях в наружном слое газокапельного потока при критерии подобия верхнего большего основания конусообразной диафрагмы 7 выходному отверстию диффузора 8 скруббера Венгури от 1,0 до 1,7. При критерии подобия 1,4 и более частицы осаждаются на внутренней поверхности диафрагмы, однако при критерии подобия Солее 1,7 условия осаждения улучшаются незначительно, а размеры осветлительной емкости 3 неоправданно увеличиваются. Изменение модулей скоростей V и W может быть достигнуто изменением заглубления конусообразной диафрагмы 7 под слой жидкости с помощью перемещения по высоте водосливной кромки 5 периферийного водосборного келоба 4.

Твердые частицы, ос ввитые на внутреннюю поверхности конусообразной диафрагмы 7, образуют слой шлама, постоянно сползающий к нижнему отверстию конусообразной диафрагмы, постепенно уплотняясь. Наилучшие условия сползания и уплотнения шлама создаются при угле конусности диафрагмы, равном 90-60 . Пройдя через нижнее отверстие конусообразной диафрагмы 7, шлам попадает в нижнюю часть осветлительной емкости 3, где дополнительно уплотняется. Удаление шлама производят через штуцер 12. Жидкость может повторно подаваться насосом в скруббер Вентури через форсунку 10. Диафрагма может быть выполнена пирамидальной с тем же критерием подобия в случае выполнения трубы Вентури с прямоугольным сечением.

Пример. Дымовые газы из- вестерегенерационной печи в количестве 5000 нм3 в 1 ч с содержанием 10 г/нм сухого газа пылевых частиц (оксид и карбонат кальция)подают в предлагаемое устройство для мокрой очистки газов от твердых частиц. Орошающую жидкость подводят к форсунке под давлением 0,6 МПа. Удель5 147 ный расход жидкости 1,5 л/м 3 рабочего газа. На выходе из устройства замеряют концентрацию пыли в очищенных газах, концентрацию взвеси в осветленной жидкости,.концентрацию шлама.

В таблице представлена зависимость эффективности пылеулавливания для определенных значений параметров,

движения частиц взвеси при контакте капель с поверхностью жидкости велика (благодаря распыливанию жидкости через форсунку) и на несколько порядков превышает скорость осаждения этих частиц в воде под действием силы тяжести (как в обычных осветлителях) , что позволяет частицам с высокой скоростью пройти верхний горизонтально движущийся слой жидкости.

Изобретение относится к устройствам для мокрой очистки от твердых частиц, может быть применено в целлюлозно-бумажной, теплоэнергетической отраслях промышленности и промышленности строительных материалов и обеспечивает повышение эффективности устройства. Устройство содержит вертикальный скруббер Вентури 1, каплеуловитель 2 и осветлительную емкость 3. Все они расположены по общей оси. Осветлительная емкость 3 заполнена жидкостью таким образом, чтобы нижняя кромка каплеуловителя 2 находилась ниже уровня жидкости. По периметру осветлительная емкость 3 снабжена периферийным водосборным желобом 4 с водосливной кромкой 5 и штуцером 6 для подпитки устройства свежей водой. В центральной части осветлительной емкости 3 под уровнем жидкости размещена конусообразная диафрагма 7 по общей оси с вертикальным скруббером Вентури 1 и каплеуловителем 2. Она прикреплена к нижней части диффузора 8 скруббера Вентури. Скрубер Вентури 1 имеет патрубок 9 входа запыленного газа и форсунку 10, через которую производится орошение запыленного газа жидкостью. Каплеуловитель 2 снабжен патрубком 11 для вывода очищенного газа, осветлительная емкость 3 снабжена щтуцером 12 для удаления шлама и штуцером 13 для отвода осветленной жидкости. Наличие конусообразной диафрагмы позволяет разделить объем жидкости на верхний осветленный слой, сливаемый через штуцер 13, и застойный слой внутри диафрагмы 7, в котором происходит осаждение твердых частиц. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Характерная особенность работы осветлительной емкости с диафрагмой в предлагаемом устройстве состоит в том, что она является составной частью именно газоочистного аппарата, и это обусловливает определенные гидродинамические процессы в емкости, Инерционная составляющая скорости

Формула изобретения

наполненную жидкостью и снабженную штуцером для ввода воды, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства, ос- ветлительная емкость снабжена периферийным водосборным желобом с водосливной кромкой и диафрагмой, размещенной соосно скрубберу Вентури, заглубленной в осветлительную емкость и выполненной в виде обратного

усеченного конуса с большим основанием, геометрически подобным выходному отверстию диффузора скруббера Вентури с критерием подобия 1,4-1,7.

2с, Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что водосливная кромка водосборного желоба осветт лительной емкости выполнена с возможностью перемещения по вертикали.

6

Фиг.з

Редактор Н.Тупица

Составитель О.Беккер Техред М.Дидык

Заказ 2188/10

Тираж 600

ВЩИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент,-г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Корректор И.Муска

Подписное