Аппарат для очистки газа Ш.В. Советский патент 1992 года по МПК B01D47/14 

| Выбвд газа

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов обработки газов жидкостями и может быть использовано для отделения газов от пыли и капельной жидкости в химической, нефтяной и других отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение эффективности очистки газа от пыли и капельной жидкости. Аппарат для очистки газа дополнительно содержит каплеуловитель 10 в виде вертикальной камеры с подвижной насадкой 18, размещенной в коагуляторе 11, состоящем из двух вертикально распояо

(Л

С

ч| Os

го о ю

о

ujuS жидкости

женных один над другим конусных раструбов 12 и 13, соединенных между собой меньшими основаниями, нижний раструб 12 взаимосвязан с решеткой 8 посредством ее отбортовки 19 в виде усеченного конуса, а верхний 13 выполнен сетчатым и помещен в отражатель 14 с выпуклой крышкой 15, причем его боковая вертикальная стенка в зоне соединения раструбов друг с другом завершена расширяющимся козырьком 17. В аппарате по периметру между корпусом 1

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов обработки газов жидкостями и может быть использовано для отделения газов от пыли и капельной жидкости в химической, нефтяной и других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки газов от посторонних примесей путем снижения брызгоуноса.

На чертеже изображен предлагаемый аппарат.

Аппарат для очистки газа содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 соответственно нижнего ввода и верхнего вывода газа, патрубки 4 и 5 для ввода и вывода жидкости, циркуляционную камеру 6, опорную 7 и ограничительную газораспределительную 8 решетки и подвижную насадку 9, причем в апапрате между ограничительной решеткой 8 и патрубком 3 вывода очищенного газа, т.е. в каплеуловителе 10, размещен коагулятор 11, включающий нижний конусный раструб 12, верхний сетчатый конусный раструб 13 и кольцевой отражатель 14, состоящий из выпуклой крышки 15 и боковой вертикальной стенки 16, выполненной по нижнему обрезу с расширяющимся козырьком 17. В конусном раструбе 12 на ограничительной решетке 8 размещена подвижная насадка 18, а сама решетка 8 выполнена с отбортовкой 19 в виде обратного усеченного конуса. Для вывода газа и жидкости из коагулятора между нижней кромкой вертикальной стенки 16 и конусным раструбом 12 в коагулятре 11 предусмотрена горизонтальная щель 20 с проходным сечением, определяемым из соотношения

-г 12

где Q - производительность аппарата по газу;

F - проходное сечение горизонтальной щели.

Коэффициенты 8 и 12 установлены по той причине, что при скорости газа в прои нижним конусным раструбом 12 коагулятора 11 установлена фильтрующая сетка 22, а зона, расположенная ниже нее, соединена трубой 24 с камерой 6, Отбортовка 19 способствует разделению газового потока на две части - центральную и периферийную, которые, смешиваясь во внутренней зоне коагулятора 11, обеспечивают перемешивание потока с жидкостью и насадкой 18. Тем самым обеспечивается дополнительный эффект очистки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

ходном сечении горизонтальной щели 20-8 м/с и менее наблюдается повышение уноса капельной жидкости из аппарата, а при скорости газа в этом же сечении, превышающей 12 м/с, достаточно сильно возрастает гидравлическое сопротивление коагулятора.

Кроме того, между вертикальной стенкой 16 и сетчатым конусным раструбом 13 в

коагуляторе предусмотрена кольцевая щель 21.

В каплеуловителе 10 между корпусом 1 аппарата и конусным раструбом 12 размещена кольцевая фильтрующая сетка 22, ниже которой в каплеуловителе 10 (в корпусе

Iаппарата) выполнено сливное отверстие 23, соединяющее каплеуловитель 10 с циркуляционной камерой 6 при помощи трубы 24.

Аппарат для очистки газа работает следующим образом.

Загрязненный (например, пылью) газ посту ает в аппарат через патрубок 2 его подачи и в зоне циркуляционной камеры 6

очищается водой, подаваемой в аппарат через патрубок 4.

Очищенный от пыли газ с каплями жидкости поступает под ограничительную решетку 8 и конической отбортовкой 19

делится на два потока. Один поток идет через центральную зону ограничительной решетки 8, а другой - через кольцевую зону, образуемую суженным участком отбортовки 19 и расширенным основанием конусного

раструба 12, в коагулятор 11.

Центральный поток газа псевдоожижа- ет элементы подвижной насадки 18, которые начинают пульсировать в коагуляторе

IIв пространстве, ограниченном решеткой 8, конусным раструбом 12, сетчатым конусным раструбом 13 и выпуклой крышкой 15 отражателя газа. Другой поток газа после прохождения кольцевой зоны ограничительной решетки 8 под воздействием отбортовки 19 и конусного раструба 12 сужается и, увеличивая скорость движения, направляется в центральный, образуя объединенный поток. В результате и обрабатываемый газ, и элеметы подвижной насадки 18 концентрируются ближе к центральной оси конусного раструба 12. При этом газовые потоки интенсивно перемешиваются один с другим и с псевдоожиженной подвижной насадкой 18, образуя объединенный поток. Содержащиеся в газовых потоках капли жидкости сталкиваются друг с другом с достаточно большой скоростью, коагулируют в более крупные размеры, контактируют с элементами подвижной насадки и смачивают их поверхность, образуя здесь пленку жидкости измеримой толщины.

В такой гидродинамической обстановке объединенный газовый поток вместе с каплями жидкости и подвижной наездкой входит в объем сетчатого конусного раструба 13 и вместе с мелкими каплями жидкости достигает крышки 15 отражателя 14, а затем, отразившись от нее, возвращается обратно навстречу поступающему в объем сетчатого конусного раструба 13 газовому потоку. При этом, так как крышка 15 выполнена выпуклой, поток направляется ближе к центральной оси сетчатого конусного раструба 13, а затем идет через сетчатую стенку раструба 13 к горизонтальной щели 20 и выводится из коагулятора 11.

Отраженный газ содержит незначительное количество жидкости в виде мельчайших капель, которые вместе с этим газом концентрируются ближе к центральной оси сетчатого конусного раструба 13 и, контактируя с каплями жидкости встречного основного потока, коагулируют в более крупные, перераспределяясь в объеме раструба 13 ближе к его меньшему основанию. Здесь они входят в контакт с псевдоожиженной подвижной насадкой 18 и сливаются с пленкой жидкости, находящейся на поверхности ее элементов.

В момент контакта газа с крышкой 15 мелкие капли жидкости смачивают ее поверхность и сливаются, превращаясь в пленку. По мере увеличения толщины пленки она, постепенно стекая к боковой поверхности сетчатого конусного раструба 13 под действием сил тяжести, преобразуется в крупные капли жидкости, которые в виде дождевых капель падают вниз в зону псевдоожижения подвижной насадки 18.

Укрупненные капли жидкости и утяжеленные образовавшейся пленкой жидкости элементы подвижной насадки под действием энергии движения потока газа в объеме конусного раструба 13 отбрасываются к его сетчатой боковой поверхности. При этом элементы подвижной насадки 18, контактируя с сетчатой боковой поверхностью раструба 13, оседают к зоне его меньшего основания и под действием сил трения, возникающих между элементами подвижной насадки 18 и боковой сетки раструба 13, освобождаются от пленки жидкости. Пленки жидкости, превращаясь в ячейках сетки рат- сруба 13 в брызги и капли значительной величины, выносятся газовым потоком из

коагулятора 11 и под действием козырька 17 направляются в сетку 22. В зоне расположения сетки 22 скорость газа резко снижается. Капли и брызги жидкости окончательно отделяются от газа, стекают к сливному отверстию 23 и по трубе 24 направляются в циркуляционную камеру 6 аппарата для повторного использования уловленной жидкости в процессе очистки газа.

Окончательно очищенный газ из коагулятора 11 через патрубок 3 удаляется из аппарата.

Элементы подвижной насадки 18 после контактного оседания на боковой стенке сетчатого конусного раструба 13 скатываются к его меньшему основанию и вновь возвращаются в зону псевдоожижения этой насадки.

Аппарат в лабораторной установке был снабжен предлагаемым каплеуловителем

10 диаметром 200 мм, в котором размещался коагулятор 11 диаметром расширенных оснований конусных раструбов 12 и 13 по 80 мм. Диаметр меньших оснований указанных раструбов был равен 65 мм.

На решетке 8 со свободным сечением 75% выполнена отбортовка 19, изготовленная в виде усеченного конуса с диаметрами оснований 55 и 65 мм и выстой 8 мм. В конусном раструбе 12 на решетке 8 располагались кубики (подвижная насадка 18) из пенопласта плотностью 310 кг/м3 размером 10x10x10 мм, статическя высота которых составляла 50 мм.

Горизонтальная щель шириной 5 мм с

площадью проходного сечения 0.001 м была образована на уровне соединений конус- ных раструбов 12 и 13 меньшими основаниями.

Аппарат для очистки газа был испытан

при восьми разных расходах воздуха с каплями орошаемой воды, захваченными из зоны псевдоожижения подвижной насадки 9. При начальной запыленности воздуха цементной пылью до 310 мг/м степень очистки воздуха от пыли цемента составила до 99,9%. Содержание капель жидкости в очищенном воздухе не обнаружено.

Каждый элемент аппарата имеет свойства, в совокупности обеспечивающие достижение общей щели.

Взаимосвязанное расположение нижнего конусного раструба с решеткой, конической отбортовкой, размещенной на этой решетке внутри конусного раструба, и подвижной насадкой создает условия интен- сивного слияния мелких капель жидкости в более крупные. Сужение конусного раструба и расширение отбортовки по ходу движения последнего обеспечивает стабильное псевдоожижение элементов подвижной на- садки с концентрированием ее совместно с обрабатываемыми средами ближе к центральной оси конусного раструба, где вследствие встречи и смешения с достаточно высокой скоростью разделенных ранее от- бортовкой двух газовых потоков происходит коагулирование мелких капель жидкости в более крупные и смачивание элементов подвижной насадки с образованием на их поверхности пленки жидкости измеримой толщины.

Размещение верхнего конусного раструба под выпуклой крышей отражателя способствует концентрированию отраженного от этой крышки газового потока ближе к центральной оси сетчатого раструба, где отраженный газовый поток, встречаясь с основным, перемешивается псевдоожижен- ной подвижной насадкой. При этом мелкие частицы жидкости, имеющиеся в потоках газа, коагулируют в более крупные, затем вступают в контакт с элементами подвижной насадки и сливаются с пленкой жидкости, находящейся на их поверхности. Таким образом в коагуляторе происходит укрупне- ние капель жидкости и переход их из объема газа на поверхность элементов подвижной насадки.

Соединение конусных раструбов меньшими основаниями и изготовление верхне- го раструба сетчатым позволяет при наличии горизонтальной щели для выхода газа из коагулятора перераспределить укрупненные капли жидкости и утяжеленные пленкой этой же жидкости элементы по- движной насадки к боковой поверхности

сетчатого раструба и выводить преобразованную в крупные капли жидкость вместе с газовым потоком из коагулятора.

Применение отражателя с вертикальной стенкой позволяет образовать кольцевой зазор между сетчатым раструбом и вертикальной стенкой, что резко снижает скорость движения газового потока через боковую поверхность сетчатого раструба. Снижение этой скорости является необходимым условием предотвращения присасывания (прилипания) элементов подвижной насадки к боковой поверхности сетчатого раструба. Расширяющийся козырек направляет газ и капли жидкости на фильтрующую сетку.

Формула изобретения

2.Аппарат по п.1,отличающийся тем, что он снабжен фильтрующей сеткой, размещенной между корпусом и нижним раструбом коагулятора, а зона аппарата под сеткой сообщена с циркуляционной камерой трубой.