Скруббер Советский патент 1982 года по МПК B01D47/14 

(54) СКРУББЕР

Изобретение относится к те)енике тепломассообмена газовоздушных смесей и жидкостей, а именно к скрубберам, служащим для укрепления технологических растворов, например осадительной и пластификационной ванн в производстве вискозных волокон , и может найти широкое применение в химической промышленности.

Известен насадочный скруббер, включающий корпус с патрубками подвода и отвода жидкости и газа Cll.

Недостатком этого устройства является отсутствие использования низкопотенциального тепла газовоздушной смеси и выпаренной влаги, т.е. невысокая эффективность устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является скруббер, содержащий корпус с патрубками для ввода и вывода технологического раствора газового потока и орошгиощей жидкости, насадку, испаритель технологического раствора, в центральной части которого выполнено отверстие с отбортовкой и утилизат рр низкопотенциальн ого тепла С 2.

Однако в известном скруббере типа, утилизатор обеспечивает улавливание низкопотенциального вторичного тепла и влаги газовоздушной смеси лишь на 40-50%. Кроме .этого , конструкция диафрагм выпарной часгти не обеспечивает равномерной плотности поверхности стекающего жидкостного слоя технологического растворр, что

10 снижает производительность скруббера по выпарке.

Цель изобретения - повьлление степени газа и утилизации тепла и воды.

Поставленная цель достигается

15 тем, чтов скруббере, содержащем корпус с патрубками для ввода и вывода технологического раствора, газового потока и орсяиающей жидкости, насадк-у, испаритель технологического

20 раствора, в центральной части которого выполнено отверстие с отбортовкой и утилизатор низкопотенциального тепла, утилизатор выполнен из установленных горизонтально и параллельно

25 друг другу верхней, средней и нижней диафрагм, при этом верхняя диафрагма выполнена с центральным отверстием с диаметром равным 0,25-0,40 диаметра корпуса, средняя снабжена сборни- ,

30 ком подогретой воды, установленным в центральной ее части и распредели тельной решеткой, размещенной между корпусом и сборником воды, а нижняя диафрагма выполнена в виде усеченного конуса с углом наклона образующей 7-10° и с центральным отверстием, диаметр которого равен 0,4-0,7 диаметра корпуса. Испаритель снабжен кольцевым выступом, выполненным с радиальными отверстиями в нижней части. Патрубок ввода газового потока снабжен насадкой, выполненной из нескольких рядов полутруб из коррозионностойкого материала, установ ленных в шахматном порядке. Корпус под патрубком на 1/3 высоты выполнен расширяющимся, при этом диаметр патрубка равен 1/2-1/3 диаметра корпуса. Верхняя диафрагма установлена в основании патрубка, а нижняя - в основании расширяющейся части корпуса. На чертеже изображен предлагаемый скруббер, общий вид. Скруббер содержит корпус 1, состоящий из нижней, выпарной и верхней, утилизационной, частей. Опыт«ным путем установлено, что для увеличения поверхности контакта газово душной смеси и умягченной холодной воды необходимо утилизационную част корпуса расширить, причем оптимальными размерами являются диаметр D, равный Ij диаметра основного пуса и высота h, равная высоты корпуса скруббера. В корпусе 1 скруббера установлены патрубок 2 дл ввода газовоздушной смеси, штуцеры дли подачи технологического раствор из ванны, штуцеры 4 для ввода умягченной воды, штуцер 5 для выхода укрепленного технологического раствора и штуцеры 6 для отвода подогре той умягченной воды. В нижней, выпарной, части корпус по ее окружности установлена диафрагма-испаритель 7, имеющая централ ное отверстие и два кольцевых высту па 8, один из которых обрамляет отверстие диафрагмы, а второй располо жен между ним икорпусом, образуя два кольцевых канала на выпарной ди афрагме, причем высота внутреннего бортика на 20-30% превышает высоту обрамляющую., Для отбора капель технологического раствора в средней части скруб бера по всему объему установлена на садка 9 из кислотостойких фарфоровы колец размером от 150-150 до 50-50, уложенных последовательно по высоте в 22 ряда. Насадку устанавливают на колосники 10, расположенные в замок и выполненные из крупноразмер ной кислотостойкой керамики. КолосНИКИ Закреплены на опорном арочном своде 11, представляющем собой арки длиной З-б м (7 штук). Такая конструкция насадки позволяет осуществлять быстрый монтаж и демонтаж при засульфачивании колец Рашига. Диафрагма выпарной части и опорный арочный свод выполнены из химстойкого силикатполимербетона, это позволяет обеспечить требуемую химстойкость указанных конструкций и их долговечность. В верхней утилизационной части скруббера установлен двухступенчатый утилизатор низкопотенциального вторичного тепла и влаги газовоздушной смеси. Первой ступенью утилизатора является крыша-диафрагма 12 с центральным отверстием. Бортик 13, обрамляющий отверстие, предназначен для распределения холодной умягченной воды, подаваемой в кольцевой канал 14, образованный стенкой корпуса и бортиком диафра 7мы. Второй ступенью является диафрагма 15, состоящая из арочного свода 16 с отверстиями для прохождения газовоздушной смеси, цилиндрического, расположенного по центру, сборника 17 с выводной трубой 18 для отвода нагретой воды и горизонтальной распределительной решетки 19 по внешнему кольцу между сборником и стенкой корпуса. Стенка сборника выполнена высотой 800 мм и служит своеобразным порогом при переливах нагретой воды. Третья ступень утилизатора, вспомогательная диафрагма 20 с центральнь1м отверстием для прохождения газовоздушной смеси установлена между насадкс1й и диафрагмой ступени и предотвращает вынос воды из утилизационной части в выпарную, поэтому днище ее выполнено выпуклым по отношению к выпарной части, и верхняя поверхность диафрагмы образует с горизонтальной плоскостью угол наклона 7-10°. Увеличение угла наклона вызывает затруднения при устройстве диафрагмы и проведении работ по антикоррозийной защите корпуса, а величина угла наклона ниже 7 не позволяет улавливать проливы со II ступени утилизатора. Все диафрагмы утилизатора и опорный арочный свод ступени выполнены из полимербетона, что обеспечивает довольно долгий срок безремонтной эксплуатации скруббера. Узкая часть крыши скруббера представляет собой конфузор, внутри которого имеется насадка 21 для отбоя капель воды, выполненная из пластмассовых полутруб, уложенных по аркам 22. В этой части скруббера осуществляется выброс охлажденной газовоздушной смеси. Скорость ее на выходе из конфузора должна быть не менее 12 м Такую скорость обеспечивает диаметр конфузора, величина которого состав ляет 1/3-1/2 от величины диаметра корпуса. При этом, уложенные по все му объему конфузора в несколько рядов пластмассовые химстойкие полутрубы образуют насадку, общая площадь поверхности контакта которой составляет величину 1000-1500 кратную величине диаметра конфузора. Та кое соотношение обеспечивает высокоэффективный отбой капель воды на выходе и значительно снижает общий расход воды. Скруббер работает следующим образом. Раствор из осадительной ванны по ступает через,штуцеры 3 в кольцевые каналы диафрагмы 7, стекая с которой образует равномерный вертикальный жидкостной цилиндр. Через патрубок 2 с внешней стороны образующегося жидкостного цилиндра по ступает газовоздушная смесь с температурой бОО-ЮОС С. Проходя через раствор, газовоздушная смесь отдает ему свое тепло, выпаривая при этом воду. Нагретый упаренный раствор уд ляется из скруббера через штуцер 5 а выпарная влага и газовоздушная смесь с каплями жидкости поступает в утилизационную часть скруббера сквозь отверстия арочного свода 11 и насадку 9. В утилизационной части по проти воточной схеме происходит ff-x ступенчатый процесс тепломассообмена меукр.у горячей газовоздушной смесью и холодной умягченной водой. йа I ступени процесса для улавлива:ния влаги и утилизации тепла через штуцеры 4 на диафрагму 12 подают умягченную воду с температурой около , которая, переливаясь через бо тик 13 по внутренней поверхности от верстия диафрагмы, образует вертикальный жидкостной цилиндр, сквозь который проходит насьпценная влагой газовоздушная смесь с температурой до 80 С. При этом выпаренная жидкость конденсируется, стекая с умяг ченной водой в соосно расположенный цилиндрический сборник 17, откуда частично переливается на решетку 19 и частично отводится через выводную трубу 18. На И ступени процесса на решетке в пенном подвижном слое происходит интенсивный тепломассообмен между жидкостью и газом. Проливы сквозь, отверстия арочного свода 16 улавливаются диаф рагмой 20. Одновременно здесь, над диафрагмой, происходит дополнительное улавливание тепла влаги lit ступень процесса. Отвод конд сата и умягченной воды, нагретых д бО-бО С с распределительной решетки и вспомогательной диафрагмы осуществляют через штуцеры 6. Охлажденная до , газавоздушная смесь, проходя через насадку 21, где происходит отбой капель воды-, выбрасывается в атмосферу. Использование предлагаемого .скруббера позволит значительно повысить степень очистки газа и улучшить утилизацию тепла и воды. Формула изобретения 1.Скруббер, содержащий корпус с патрубками для ввода и вывода технологического раствора, газового потока и орошающей .жидкости, насгщку, испари гель технологического раствора, в центральной части которого выполнено отверстие с отбортовкой и утилизатор низкопотенциального тепла, отличающи йс я тем, что, с целью повышения степени очистки газа и -утилизации тепла и воды, утилизатор выполнен из установленных горизонтально и параллельно друг другу верхней, средней и нижней диафрагм, при этом верхняя диафрагма выполнена с центральным отверстием с диаметром равным 0,25-0,40 диаметра Iкорпуса, средняя снабжена сборником подогретой воды, установленным в центральной ее части и распределительной ретпеткой, размещенной между корпусом и .сборником воды, а нижняя диафрагма выполнена р- виде усеченного конуса с углом наклона образующей 7-10°. и с центральным отверстием, диаметр которого равен 0,4-0,7 диаметра корпуса. 2.Скруббер по п.1, отличающи и с я тем, что испаритель снабжен кольцевым выступом, выполненным с радиальными отверстиями в нижней части. 3.Скруббер по ПП.1 и 2, о т л ичающийся тем, что патрубок вывода газового потока снабжен насадкой, выполненной из нескольких рядов полутруб из коррозионностойкого материала, установленных в шахматном порядке. 4.Скру.ббер по пп.1-3, отличающийся тем, что корпус под патрубком на 1/3 высоты выполнен расширяющимся, при этом диаметр патрубка равен 1/2-1/3 диаметра корпуса. 5.Скруббер по ПП.1-4, отличающийся тем, что верхняя диафрагма установлена в основании патрубка, а нижняя - в основании расширякицейся части корпуса. Источники информации, принятые йо внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 724155, кл. В 01 D 47/14, 3,04.78. 2.Авторское свидетельство СССР , 480431, кл, В 01 D 47/14, 10.10.73.