Устройство для очистки газов Советский патент 1992 года по МПК B01D47/06 

Изобретение относится к устройствам для оМистки газов от окислов серы и может быть использовано в химической промышленности, черной и цветной металлургии и энергетике.

Известно устройство для очистки газов, включающее в себя конфузор, диффузор,, форсунку и каплеотделитель, где с внешней стороны диффузора установлена цилиндрическая камера, стенка которой в верхней части соединена со стенкой конфузора, а входное отверстие диффузора введено во входное отверстие конфузора, форсунка установлена в суженной части конфузора и снабжена крышкой.

Недостатком указанного устройства является отсутствие реакционной камеры между диффузором и конфузором, что исключает достаточный контакт газа с абсорбентом. При любой очистке газа объем абсорбента всегда меньше объема газа, а малый обьем абсорбента не может эжектировать большой объем газа. Кроме того, при захвате абсорбентом газа последний будет ударяться о жидкость в отстойнике, захватывать влагу и уносить с газом.

Наиболее близким конструктивным решением, принятым в качестве прототипа, является горизонтальный многосекционный абсорбер, состоящий из корпуса, каждая секция которого включает распределитель жидкости и установленный за ним завихритель, после которого установлено сепарирующее устройство, обеспечивающее разделение двух фаз газ - жидкость.

Недостатком этого устройства является крупное капельное разбрызгивание жидкости, которая при сильном завихрении газа отбрасывается на стенки аппарата, не успев вступить в массообмен абсорбента с серой, а установка в каждой секции сепарирующих устройств мешает возможности, вступления в реакцию абсорбента с серой в последующих секциях.

сл

с

VJ

00 4

ю

О О

Целью изобретения является увеличение степени очистки газа и интенсификация реакции улавливания серы, за счет более мелкого разбрызгивания абсорбента сжатым воздухом, при использовании более дисперсной эмульсии гашенной извести, приводящей к увеличению площади контакта абсорбента с газом, и наиболее эффективного использования объема абсорбера. к , . .

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено рассекателем, диффузором со стороны входа газов и конфузором со стороны выхода газов, снабжено также стационарно закрепленными лопастями, форсуночными узлами и влагоуловителем. Для улучшения перемешивания газов с абсорбентом и равномерного их контакта лопасти закреплены с внутренней стороны стенки цилиндрического корпуса, с зазором к внутренней поверхности и с образованием свободного проходного канала по центру корпуса после рассекателя.

Для выравнивания скорости параллельно движущихся газа и абсорбента, один из форсуночных узлов размещен в начале диффузора, в месте примыкания дымососа к диффузору, где замедляется движение газа, а сами форсуночные узлы подключены к коллектору сжатого воздуха.

Отличие устройства от известных в том, что применение одного или нескольких форсуночных узлов, каждое из которых састоиг из нескольких форсунок, равномерно размещенных по поперечному сечению кожуха, при мелком разбрызгивании абсорбента сжатым воздухом по потоку движения газа, обеспечивает увеличение площади контакта газа с абсорбентом и этим улучшает глубину и степень очистки газа от окислов серы, интенсифицирует процесс, а спирально размещенные лопасти внутри кожуха обеспечивают дополнительное перемешивание массы, улавливание продукта реакции (шлама) стенками лопастей и отвод их в сборник - доокислитель.

Для свободного отвода шлама в отстойник, лопасти закреплены к стенкам кожуха с зазором.

Для более полного улавливания влаги из потока газа, на выходе установлен узел - влагоуловитель из гидроксильного мягкого материала,

На фиг.1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг.2- сечение А-А на фиг. 1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - узел размещения форсунок и лопастей.

Устройство содержит корпус 1, снабженный со стороны входа газов диффузором 2, присоединенным к дымососу 3, и со

стороны выхода газов - конфузором 4. Внутри корпуса размещены форсуночные узлы 5, рассекатель 6, завихрители в виде спиральных лопастей 7. Снизу корпус снабжен сборником-доокислителем шлама 8, с барботаржными трубами 9 и с патрубками для отвода шлама 10. составляющими узел вывода продуктов очистки. Устройство имеет влагоуловитель, коллектор подачи сжатого воздуха (не показан).

Корпус размещен горизонтально, лопасти прикреплены к корпусу с внутренней стороны радиально, под углом к горизонтальной линии развертки корпуса, с зазором 11 и образованием свободного проходного канала 12. На фиг.4 указаны линии движения дымовых газов 13, и дисперсной смеси абсорбента 14.

Процесс очистки газа от окислов серы в устройстве осуществляется следующим образом.

Дымовые газы после электрофильтров подаются в устройство дымососом 3 со стороны диффузора 2. В период уменьшения скорости газа в диффузоре, он опрыскивается форсуночным узлом 5, мелко разбрызгивающим дисперсную эмульсию и благодаря приближению скоростей газа и абсорбента и его дисперсности улучшается контакт этих масс, что улучшает степень улавливания серы. Для улучшения перемешивания масс в процессе дальнейшего движения на пути движения установлено лопастное устройство, позволяющее рассекать поток смеси рассекателем 6 и направлять специальными лопастями 7, на которых, благодаря закручиванию потока, происходит улавливание продуктов реакции (СаЗОз) и серного ангидрида, которые смываются с лопастей 7 вниз в сборник-доокислитель 8. Для обеспечения свободного слива массы с лопастей в сборник лопастей 7, они крепятся к стенам с зазором 11. В случае недостаточности подачи эмульсии из первого форсуночного узла 5, установленного в плоскости примыкания дымососа 3, и диффузора 2, по ходу движения газа, за лопастным узлом могут быть установлены дополнительные форсуночные узлы 5, которые могут также использоваться для смыва налипаний шлама со стенок корпуса 1, конфузора 4 и лопастей 7.

В сборнике-доокислителе 8 за счет дополнительной подачи воздуха через барбор тажные трубы 9 происходит доокисление продуктов сероочистки, которые отводят через патрубки 10.

Использование устройства позволит: улучшить процесс очистки газа от окислов серы, интенсифицировать его, обеспечить боЛее глубокую, устойчивую очистку при

максимальном использовании объема аппарата, обеспечить более полное эффективное использование абсорбента, благодаря использованию более дисперсной эмульсии из обоженной гашенной извести. Более полное использование внутреннего объема аппарата позволит разместить его более компактно на площадке, что дает значительную экономию по капиталовложениям и эксплуатационным затратам.

Внутри корпуса 1 размещено лопастное устройство с рассекателем 6, передняя часть которого выходит в диффузор 2 на 1/6 - 1/8 длины диффузора 2 и сочлененные с ним (с рассекателем), стационарно прикрепленные к кожуху лопасти 7. Лопасти 7 крепятся к внутренней стороне кожуха 1 и конфузора А с зазором 11.

Необходимость крепления лопастей к корпусу с зазором 11 вызвана тем, что сам цилиндр корпуса и стационарно закрепленные лопасти 7 не вращаются, а поэтому осаждаемые на лопастях продукты реакции в нижней части цилиндра, при отсутствии зазора, не будут сливаться вниз и удаляться. Для того, чтобы эти продукты сливались вниз, лопасти крепят к кожуху с зазором. Зазор .может быть установлен в зависимости от консистенции продукта от 3 до 5 см. По длине эти лопасти могут крепиться через 1-1,2 м (по расчету прочности их крепления). При конструировании аппарата может оказаться необходимым связать по окруж-. ности внутренние грани лопастей для их устойчивости и прочности. Необходимость спирального размещения лопастей внутри устройства вызвана необходимостью создания турбулентного крутящегося движения газов, обеспечивающего дополнительное перемешивание смеси и улавливания на стенках лопастей продуктов абсорбции. Турбулентность обеспечивается и тем, что при ширине лопастей, составляющей 1/4- 1/6 диаметра корпуса, закручиваются толь- ко периферийные слои газов, которые перемешиваются с газами, проходящими в центре. Таким образом происходит перемешивание при обеспечении минимального сопротивления (следует заметить, что про- цесс обеспечивается не вращением лопастей, а кинетической энергией движения

газа). Кривизна установки лопастей определяется из условия плавного закручивания потока при минимальном сопротивлении. В прилагаемой развертке она может быть определена в размере от 2 - 3° на каждые 4 м длины, что соответствует радиусу кривизны линии примыкан ия лопастей к кожуху 100- 120 м. Горизонтальное положение аппарата вызвано главным образом более удобным его исполнением, удобством удаления продуктов абсорбции и более свободным движением газов, без поворотов. Хотя в принципе его можно установить и вертикально.

Отработать конкретные соотношения параметров диффузора, конфузора и корпуса можно только со значительными допусками, так как они зависят от ряда конкретных условий и могут определяться при конкретном конструировании аппарата. Например длина диффузора равна 0,8-1,02d, конфузора 1,2d и цилиндрической части 4-4,5d (где d - диаметр цилиндра).

Формула изобретения

1.Устройство для очистки газов, содержащее горизонтальный цилиндрический корпус с входным патрубком, влагоуловите- ли, форсуночные узлы орошения, узел вывода продуктов очистки, завихрите- ли, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса абсорбции серы, корпус снабжен рассекателем, диффузором со стороны входного патрубка и конфузо- ром на выходе, при этом завихрители выполнены в виде спиральных лопастей, прикрепленных радиально к внутренней поверхности под углом к горизонтальной линии развертки корпуса, и с зазором к1 последнему и с образованием свободного проходного канала по центру корпуса, после рассекателя.

2.Устройство поп,1,отличающее- с я тем, что оно снабжено дымососом, сообщенным с диффузором, а форсуночные узлы орошения размещены в плоскости их примыкания,

3.Устройство по пп.1 и 2, отличающее с я тем, что оно снабжено коллектором подачи сжатого воздуха, подключенным к форсункам узлов орошения.

фиг. 2

-.±Б-Б

Риг.з

Использование: очистка дымовых газов от окислов серы на тепловых электростанциях, химических заводах и заводах цветной и черной металлургии. Сущность изобретения: устройство содержит корпус, диффузор, присоединенный к дымососу, конфузор, соединенный с влагоуловите- лем. В корпусе размещены форсуночные узлы, лопастное устройство с лопастя ми, рассекатель. Лопасть размещена с зазором к корпусу и с образованием свободного проходного канала по центру корпуса, радиаль4- но и под углом к горизонтальной линии развертки, 2з.п. ф-лы, 4 ил.

Фиг. 4