RU10111U1 - Устройство для мокрой очистки газов - Google Patents

Abstract

1. Устройство для мокрой очистки газов, содержащее корпус, патрубки подвода и отвода газов, сборник жидкости, выполненный в виде тарельчатого элемента, дозатор орошающей жидкости, кольцевые лопаточные завихрители, размещенные в кольцевой щели, образованной между стенкой корпуса и дозатором жидкости, разделяющей поверхность корпуса на две части, отличающееся тем, что по крайней мере одна из частей корпуса выполнена в виде усеченного конуса, больший диаметр которого обращен в сторону патрубка для отвода газов.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вторая часть корпуса выполнена цилиндрической.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вторая часть корпуса выполнена в виде усеченного конуса, больший диаметр которого обращен в сторону патрубка для отвода газов.

Description

Полезная модель относится к технике мокрой очистки газов от твердых, жидких и токсичных включений и может найти применение в энергетике, металлургии, химической технологии и других отраслях промышленности.

Известно устройство для мокрой очистки газов, содержащее ци линдрический корпус, патрубки подвода и отвода газов, дозатор оро шающей жидкости, включающий перегородку, образующую кольцевую щель с корпусом, конус со стабилизирующими наклонными пластинами Л

К недостаткам аппарата для мокрой очистки газов по Л. 1 сле дует отнести относительно низкую удельную производительность, вызванную ограничением скорости газов на выходе из рабочего пространства (пенного слоя), а, следовательно, и по всей высоте корпуса до значений 2,0 - 2,5 м/с, что обусловливает значительные габариты аппарата, в связи с чем эти аппараты не нашли применения в ряде отраслей, например, в энергетике, где образуются большие объёмы топочных газов.

Из всех известных наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для мокрой очистки газов Л.2, содержащее корпус, патрубки подвода и отвода газов, дозатор орошающей жидкости в виде тарельчатого элемента, орошающее устройство, кольцевой лопаточный завихритель, размещенный в кольцевой щели, образованной между стенкой

корпуса и дозатором жидкости и разделяющей поверхность корпуса на две части, при этом обе части корпуса выполнены цилиндрическими.

Недостатком описанного в Ло 2 устройства для мокрой очистки газов является значительная материалоемкость, связанная с изготовлением устройства, которая обусловлена необходимостью поддержания относительно низкой скорости газов в сечении аппарата по условиям

Для снижения материалоемкости данного устройства необходимо увеличение скорости газа в сечении аппарата более 4,0, что не представляется возможным из-за появления брызгоуноса вследствие срыва с поверхности верхней части корпуса пленки жидкости, образовавшейся за счёт центробежной сепарации капель, унесенных с поверхности пенного слоя, на стенку, а также снижения степени сепарации капель на поверхности за счёт сокращения времени центробежной сепарации.

Низкие скорости газов в сечении цилиндрического корпуса аппарата предопределяют его значительный диаметр, а, следовательно, и повышенн то материалоемкость его изготовления. Кроме того, при большом диаметре корпуса, согласно математической зависимости, заданной в Л.2 для определения скорости газа в кольцевой щели, для поддержания требуемой высоты пенного слоя при определенном его аэродинамическом сопротивлении необходимо обеспечить скорости более высокие, чем в аппаратах с меньшим диаметром корпуса. При этом возрастает эрозионный износ деталей аппарата при подаче запыленного газа.

Полезной моделью решается задача создания устройства для мокрой очистки газов, характеризующегося относительно невысокими материалоемкостью и трудозатратами на изготовление благодаря повышению скорости движения газов внутри корпуса аппарата, кроме скорости его прохождения через кольцевую щель.

Для решения поставленной задачи в устройстве для мокрой очистки газов, содержащем корпус, патрубки подвода и отвода газов, выполненный в виде тарельчатого элемента дозатор орошающей жидкости, орошающее устройство, кольцевой лопаточный завихритель, размещенный в кольцевой щели, образованной между стенкой корпуса и дозатором жидкости, разделяющей поверхность корпуса на две части, предложено, согласно настоящей полезной модели, по крайней мере, одну из частей корпуса выполнить в виде усеченного конуса, больший диаметр которого обращен в сторону патрубка отвода газов; при этом вторая часть корпуса может быть выполнена цилиндрической либо, как и первая, в виде усеченного конуса, больший диаметр которого обра щен в сторону патрубка отвода газов.

Полезная модель поясняется на примерах выполнения чертежами: фиг. 1, 2, 3, на которых схематично изображено заявляемое устройство для мокрой очистки газов (газоочиститель), его варианты.

Устройство для мокрой очистки газов (газоочиститель) содержит корпус, выполненный из двух частей: нижней части 1 и верхней части 2, между которыми резмещен кольцевой лопаточный завихритель 3.

Кольцевой лопаточный завихритель 3 установлен в кольцевой щели, образованной между стенкой верхней части 2 корпуса и дозатором орошающей жидкости 4.

К нижней части 1 корпуса примыкает патрубок 5 для подвода газов (подводящий патрубок), при этом подача газов осуществляется в направлении, обозначенном стрелкой.

Над дозатором орошающей жидкости 4 установлено орошающее

К верхней части 2 корпуса примыкает патрубок 7 для отвода газов (отводящий патрубок), при этом отвод газов осуществляется в паправлении, обозначенном стрелкой.

Нижняя часть 1 корпуса снабжена днищем 8, предназначенным для сбора жидкости.

Под днищем 8 установлен патрубок 9 с гидрозатвором 10 для слива жидкости.

При этом одна из двух частей 1 или 2 корпуса или обе эти части вместе могут быть выполнены в виде усеченного конуса, больший диаметр которого обращен в сторону патрубка 7 для отвода газов .

На фиг. 1 представлен вариант выполнения полезной модели, при котором обе части 1 и 2 корпуса выполнены в виде усеченного конуса, большие диаметры каждого из которых обращены в сторону патрубка 7 для отвода газов.

На фиг. 2 представлен вариант выполнения полезной модели, при котором верхняя часть 2 корпуса выполнена цилиндрической, а нижняя его часть 1 - в виде усеченного конуса, больший диаметр которого обращен в сторону патрубка 7 для отвода газов.

На фиг. 3 представлен вариант выполнения полезной модели, при котором нижняя часть 1 корпуса выполнена цилиндрической, а его верхняя часть 2 выполнена в виде усеченного конуса, больший диаметр которого обращен в сторону патрубка 7 для отвода газов.

Устройство работает следующим образом.

Газы подаются в нижнюю часть 1 корпуса через подводящий патрубок 5 и движутся вертикально вверх в направлении отводящего патрубка 7.

Проходя через кольцевой лопаточный завихритель 3, газы приобретают вращательное движение.

По орошающему устройству 6 на тарельчатый элемент 4 подается орошающая жидкость.

Под действием вращающегося газового потока жидкость на тарельчатом элементе 4 раскрз ивается и за счет центробежных сил отбрасывается на лопаточный завихрмтель 3 и стенку корпуса.

За счет действия газового потока происходит дробление жидкости на капли с образованием газо-жидкостеого слоя, который накап ливается над кольцевой щелью у стенок корпуса в виде вращающегося эмульсионного слоя, перекрывающего кольцевую щель« Вращение слоя способствует его турбулизации, повышая межфазную контактную поверхность и её обновляемость.

Повышенное давление во вращающемся пенном слое за счет действия центробежных сил обуславливает устойчивое существование только мелких пузырей пены, что многократно увеличивает поверхность контакта фаз и интенсификацию процессов тепло - массообмена, чему также способствует противоточное движение газ-жидкость.

Отработанная жидкость сливается через кольцевой зазор завихрителя в нижнюю часть 1 корпуса, а затем - в патрубок 9 устройства и удаляется через гидрозатвор 10,

Скорость прохождения газового потока внзпгри корпуса устройства, исключая скорость его прохождения через кольцевую щель, выбирают уменьшающейся в направлении к отводящему патрубку, при этом скорость газов в зоне подводящего патрубка в 1,1 - 3,0 раз превышает их скорость в зоне отводящего патрубка.

Ниже приведены примеры реализации изобретения, основанные на результатах экспериментов.

Пример L Газы с исходной запыленностью О ОПкг/нм и концентрации диоксида серы 1,7x10 кг/нм очищали в газоочистителе с

лопаточным завихрителем в кольцевой щели, разделяющей корпус на две части: нижнюю, имеющую форму усеченного конуса с диаметром нижнего основания 1,9 м (2,3 м в районе оси входного патрубка) и верхнего 2,9 м, а также примыкающую к ней верхнюю часть в форме усеченного конуса с диаметром верхнего основания 3,3 м. Расход очи щаемого газа составляет 27,7 при температуре температура очищенных газов - ,

Скорость газов во входном патрубке составляет 15 м/с. Скорость газа в сечении нижней части корпуса в зоне подводящего патрубка ,7 м/с, а перед лопаточным завихрителем составляет 4,2 м/с. Скорость газов в верхней части корпуса составляет после лопаточного завихрителя 3,3 м/с, а в зоне отводящего патрубка ,6 м/с.

Орошение газов осуществляется в противопотоке осветленной водой со шламоотстойника при удельном расходе воды 0,20 кг/нм. Общая щелочность орошающей воды 1,5 мг-экв/л (,0). При аэро динамическом сопротивлении кольцевого лопаточного завихрителя 1200 Па степень очистки газов от пыли составляет 99,5% от диоксида серы-21,0%.

Пример 2. Газы с исходной запыленностью 0,057 кг/нм и концентрацией диоксида серы 1,2x10 кг/нм очищали в газоочистителе с лопаточным завихрителем в кольцевой щели, разделяющей корпус на две части: нижнюю, имеющую форму усеченного конуса с диаметром нижнего основания 2,4 м (2,7 м в районе оси входного патрубка) и верхнего - 3 Д м, а также примыкаюплую к ней верхнюю цилиндическую часть. Расход очищаемого газа составляет 30,1 при температуре температура очищенных газов .

Скорость газов во входном патрубке составляет 17 м/с. Скорость газа в сечении нижней части корпуса в зоне подводящего патрубка

м/с, a перед лопаточным завихрителем составляет 4,0 м/с. Скорость газов в верхней части корпуса в зоне отводящего патрубка ,l м/с.

Орошение газов осуществляется в противотоке осветленной водой со шламоотстойника при удельном расходе воды 0,19 кг/нм, Общая щелочность орошающей воды 1,4 мг-зкв/л (,0). При аэродинамическом сопротивлении кольцевого лопаточного завихрителя 1300 Па степень очистки газов от пыли составляет 99,6%, от диоксида серы 17,0%.

Пример 3. Газы с исходной запыленностью 0,064 кг/нм и концентрацией диоксида серы 0,59x10 кг/нм очищали в газоочистителе с лопаточным завихрителем в кольцевой части, разделяющей корпус на две части: нижнюю цилиндрическ}то с диаметром 3,5 м, и примыкаюшую к ней верхнюю часть в форме усеченного конуса с диаметром верхнего основания 4,01 м. Расход очищаемого газа составляет 51,0 м/с при температуре температура очищенных газов 51 С.

Скорость газов во входном патрубке составляет 20 м/с. Скорость газа в сечении нижней части корпуса в зоне подводящего патрубка ,3 м/Со Скорость газов в верхней части корпуса составляет после лопаточного завихрителя 4,2 м/с, а в зоне отводящего патрубка ,2 м/с.

0 рошение газов осуществляется в противотоке осветленной водой со шламоотстойника при удельном расходе воды 0,22 кг/нм « Общая щелочность орошающей воды 1,7 мг-экв/л (). при аэродинамическом сопротивлении кольцевого лопаточного завихрителя 1000 Па степень очистки газов от пьши составляет 99,5%, от диоксида серы 23,0%.

Заявляемое устройство для мокрой очистки газов может найти применение в энергетике при очистке газов от золы и вредных газообразных веществ (802, NOx и других), а также в металлзфгии и химической промышленности для решения аналогичной задачи

Применение предлагаемого устройства позволит повысить скорость газов в сечении газоочистителя в среднем по его высоте в 1,3 - 1,5 раза, благодаря чему соответственно снижаются материалоемкость и трудозатраты на изготовление газоочистителя, что особенно важно вследствие использования в газоочистителях дорогостояш;их конструкционных и футеровочных материалов в условиях агрессивных сред.

Уменьшение по сравнению с устройством по Л, 2 диаметра нижней части корпуса в зоне подводяпцего патрубка улучшает условия центробежной сепарации твердых частиц, вследствие чего уменьшается эрозионный износ лопаточного завихрителя, работаюш;его в условиях больших скоростей газа.

Кроме того, заявляемое устройство может применяться в качестве эффективного тепло-массообменного аппарата в з азанных выше отраслях промышленности.

В ОАО Свердловэнерго разработана техническая документация золоулавливаюш,ей установки, в которой использовано заявляемое устройство. Эта документация предназначена для реализации на котле ПК-14 Серовской ГРЭС.

В дальнейшем изобретение может найти широкое применение в различных отраслях промышленности, где проблемы очистки окружающей среды стоят очень остро.

L Авт. свид. СССР № 1212515, МКИ БОШ 47/04,1984 г. 2. Авт. свид. СССР № 2086293, МКИ B01D 47/04, 1993 г.

Claims (3)

1. Устройство для мокрой очистки газов, содержащее корпус, патрубки подвода и отвода газов, сборник жидкости, выполненный в виде тарельчатого элемента, дозатор орошающей жидкости, кольцевые лопаточные завихрители, размещенные в кольцевой щели, образованной между стенкой корпуса и дозатором жидкости, разделяющей поверхность корпуса на две части, отличающееся тем, что по крайней мере одна из частей корпуса выполнена в виде усеченного конуса, больший диаметр которого обращен в сторону патрубка для отвода газов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вторая часть корпуса выполнена цилиндрической.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вторая часть корпуса выполнена в виде усеченного конуса, больший диаметр которого обращен в сторону патрубка для отвода газов.