RU1793945C - Аппарат дл очистки газа от твердых, жидких и/или газообразных примесей - Google Patents

Abstract

Использование: пассивна  система защиты атмосферы в случае аварии и нарушени  нормального режима работы различных технологических установок. Сущность изобретени : газ пропускают через слой жидкости в режиме барбЬтировани  в видз отдельных струй через множество входных отверстий, наход щихс  в постепенно увеличивающейс  глубиной под поверхностью очистной жидкости. С увеличением входного давлени  в процесс барботажного пропускани  газа вовлекаетс  все большее число входных отверстий и соответственно формируетс  все большее число газовых струй. При пропускании через очистной аппарат- барботер газ проходит от соответствующих входных отверстий через соединительные трубы к выпускным отверсти м, наход щимс  на существенно более высоком уровне , чем соответствующие входные отверсти . При этом газ пропускаетс  через сопловые насадки типа трубок Вентури и/или направл етс  на выходе на отражательные экраны с минимальным перепадом давлени , соответствующим указанной разности уровней. В этом случае, как только газ начинает проходить через какое-то входное отверстие, сразу же реализуетс  номинальное рабочее давление и гарантированно обеспечиваютс  интенсивное перемешивание газа с жидкостью и, естественно, высока  эффективность очистки. 5 з.п., 10 ил,. . (Л ХЗ ю 00 ю

Description

Изобретение относитс  к аппарату дл  очистки газов от твердых, жидких и/или газообразных примесей, конкретно к конструкции аппарата-барботера. Изобретение предназначаетс  прежде всего в качестве пассивной системы защиты, срабатывающей в случае аварии- или нарушени  нормального режима работы различных технических установок, к примеру атомных .электростанций (АЭС), химических и других промышленных предпри тий, когда возможен выброс вредных газообразных примесей и побочных продуктов. Но, в принципе, изобретение применимо и дл  нормальных рабочих условий, например, при действии какой-то технологической установки или осуществлении производственного процесса . Как в функциональном, так и конструктивном плане изобретение было разработано в ответ на предельно специфические требовани , предъ вл емые к аварийным системам защиты. Така  система

должна находитьс  в ждущем режиме в посто нной готовности в течение срока не менее 10 лет и должна быть способна к практически мгновенному срабатыванию с выходом на полную мощность в случае аварии . Крайне желательно, чтобы система защиты могла срабатывать автоматически и независимо от человека и управл ющего воздействи .

Предельно жесткие и специфические требовани  предъ вл ютс  к системам аварийной защиты АЭС. Системы очистки предназначаютс  дл  сепарации радиоак: тивных частиц и газов из веществ, образующихс  или высвобождающихс  в результате нарушени  работы АЭС. К таким системам защиты применительно к тем типовым услови м, в которых они должны функционировать , предъ вл ютс  следующие требовани ; они должны действовать в отсутствии энергопитани , при отсутствии активного контрол  и управлени  со стороны обслуживающего персонала, должны быть длительно устойчивы в отсутствии энергопитани , должны сохран ть работоспособность в течение нескольких суток, должны поглощать газ и экстрагировать пылевые частицы , иметь высокую эффективность в широких диапазонах изменени  скоростей и расходов блокируемых потоков.

Известна очистна  система, в которой поступающий газовый поток раздел етс  на множество отдельных потоков, которые преобразуютс  и направл ютс  в виде тонких струй в слой жидкости распределительными насадками, Така  система имеет недостаток, заключающийс  в низкой эф- . фективности очистки при малых скорост х (расходах) течени , что обусловлено образованием в этом случае барботажных газовых пузырьков относительно большого размера, которые относительно неэффективны с точки зрени  очистки.

Известна система влажной очистки, . принцип действи  которой основан на пропускании очищаемого газа снизу через массив жидкости и через набор отверстий, располагающихс  на постепенно увеличивающейс  глубине. При функционировании аппарата дл  очистки газа такой системы вход щий газ отжимает вниз очистную жидкость в резервуаре и понижает ее уровень во впускном патрубке и распределительном элементе при увеличении скорости течени  и входного давлени . Такое понижение уровн  жидкости приводит к обнажению первого выпускного отверсти , в результате чего газ получает возможность проходить вверх через очистную жидкость посредством соединительных труб с распределительными насадками. По мере увеличени  скорости течени  газа и входного давлени  поверхность жидкости постепенно все дальше и дальше отжимаетс  вниз, в результате

чего открываютс  все новые и новые выпускные отверсти  распределительных насадков , через которые газ барбортирует в виде отдельных струй. Таким образом, по меньшей мере значительна  часть поступающего

0 тазового потока проходит через используемые выпускные отверсти  независимо от входного давлени  и суммарного расхода в газоочистной системе.

Одним из недостатков такой газоочист5 ной системы  вл етс  то, что при отжатии вниз свободной поверхности очистной жидкости во впускном канале до уровн  ниже впускного отверсти , которое таким образом открываетс  и может пропускать очища0 емый газ, последний поступает в очистную ванну с относительно низким энергетическим уровнем и при отсутствии перепада давлени . В результате этого газ барботиру- ет через жидкость в виде относительно

5 крупных пузырей, что естественно приводит к слабому сепарационную эффекту по отношению к мелким частицам и газообразным примес м. Следовательно, такие известные системы не удовлетвор ют в полной мере

0 . требовани м, предъ вл емым к пассивным системам аварийной защиты, предназначаемым дл  сепарации высокотоксичных частиц из выбросовых газовых потоков, образующихс , например, при авари х на

5 АЭС.

Целью изобретени   вл етс  устранение недостатков, характерных дл  известного очистного оборудовани , в частности эффективное экстрагирование твердых при0 месей и предельно мелких частиц, а также экстрагирование газообразных примесей. Степень реализуемой сепарации примесей в значительной мере независима от скорости течени  или расхода очищаемого газа.

5 Другой целью изобретени   вл етс  разработка относительно простого по конструкции аппарата, реализующего вышеуказанный способ, причем такой аппарат должен иметь низкую стоимость в изго0 товлении и должен функционировать без необходимости применени  активных механических компонентов и без активного участи  обслуживающего персонала. Кроме того, принцип действи  и конструкци  тако5 го аппарата должны быть приспособлены дл  обеззараживани  после применени .

Таким образом, цель изобретени  - повышение эффективности работы в аварийном режиме, снижение энергозатрат и повышение надежности работы.

Цель достигаетс  тем, что в аппарате дл  очистки газа обеспечивают высокую эффективность очистки независимо от величины суммарного расхода газового потока. Благодар  тому, что поступающий на очистку газ вводитс  сначала во впускные отверсти , расположенные с постепенно увеличивающейс  глубиной под поверхностью очистной жидкости, а затем выходит через выпускные отверсти , располагающиес  со значительным превышением над соответствующими впускными отверсти ми, гарантируетс , что газ посто нно проходит через примен емое выходное сопло со значительным перепадом давлени , соответствующим разности высот между впускным и выпускным отверсти ми, В этом случае газ, проход щий через используемые последние выпускные отверсти , имеет значительный перепад давлени , а следовательно, эффективно очищаетс  от примесей.

Ввиду того, что примен емый с конструкции очистного аппарата распределительный элемент открыт в направлении резервуара очистной жидкости посредством перепускных отверстий на уровне ниже самого нижнего входного отверсти  соединительных труб, жидкость способна подниматьс  в указанный элемент при уменьшающемс  входном давлении (что равносильно выходу из аварийного режима ), так что ее уровень постепенно снова превышает часть или все ранее открывшиес  входные отверсти , которые в результате. этого перекрываютс  жидкостью.

В одном из наилучших вариантов исполнени  изобретени  выходные распределительные насадки выполн ютс  в виде расходомерных разгонных сопл или трубок Вентури, в стенках которых имеютс  всасывающие отверсти , сообщенные с резервуаром дл  очистной жидкости. Такое конструктивное решение исключает необходимость применени  отдельных труб дл  впуска очистной жидкости и гарантирует посто нное , устойчивое поступление жидкости в примен емые сопловые средства, распределенные по всему поперечному сечению резервуара.

Изобретение позвол ет сепарировать частицы и капли жидкости посредством высокоэффективного абсорбировани  в широком диапазоне рабочих параметров. Газообразные примеси сепарируютс  за счет растворени  в очистной (промывочной) жидкости и/или за счет химического взаимодействи  с веществами, вход щими в состав этой жидкости.

В изобретении давление газа, нарастающее в контролируемой системе при нарушении нормального режима ее функционировани , эффективно используетс  дл  его прокачки через газоочистной аппарат- барботер. Это обсто тельство предопреде- 5 л ет полную независимость действи  такого аппарата от внешних источников энергопитани .

Очистной аппарат помимо аварийной защиты может быть использован как обыч- 0 ный сепаратор в соответствующем техноло- гическом процессе. При таком использовании данный очистной аппарат может быть объединен с входным вентил тором или подобным нагнетательным уст5 ройством. Такое техническое решение целесообразно при чрезмерно низком избыточном давлении используемого дл  очистки газа. Така  комбинаци  применима также, когда рассматриваемый аппарат

0 предназначаетс  дл  использовани  в аварийных ситуаци х, которые не сопровождаютс  заметным нарастанием давлени  газа, Дл  того, чтобы внешн   стенка газоочистного аппарата могла выдерживать воз5 никающие в нем давлени , эту стенку следует выполн ть как у резервуаров высокого давлени .

Ориентиру  соответствующим образом перегородочные стенки, можно сформиро0 вать из них рециркул ционный канал, идущий от приповерхностной зоны жидкости в зону ниже отверсти  выпуска очищаемого газа. В этом случае поднимающиес  через жидкость газовые пузырьки действуют как

5 пневмолифт (эрлифт), вызыва  циркул цию жидкости, Така  циркул ци  преп тствует локальному обеднению или расходованию очистных добавок в промывочной жидкости и, кроме того, создает охлаждающий эф0 фект, поскольку придонна  часть массива указан ной жидкости перемешиваемс  с верхней интенсивно используемой ее частью.

Распределительный элемент может быть выполнен в виде радиальных трубок

5 или камеры с нижним перепускным отверстием , а распределительные насадки расположены на одном уровне по выходному отверстию. Аппарат может дополнительно иметь радиальные перегородки посекцион0 но, дополнительные стенки и пластинчатые ребра, размещенные в щелевых зазорах между основными и дополнительными стенками ..--..

Ниже на частном примере исполнени 

5 даетс  более подробное описание сущности изобретени .

На фиг. 1 приведен продольный разрез . в вертикальной плоскости газоочистного аппарата в первом варианте .исполнени ; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схематизированный местный вид аппарата, изображенного на фиг. 1, на этом виде показано выпускное отверстие,, над которым установлен рассеивающий, диспергирующий экран; на-фиг, 4 - продольный разрез в вертикальной плоскости газоочистного аппарата во втором варианте исполнени ; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - местный вид разделительной перегородки, имеющей наклонные пластинчатые седи- ментационные ребра дл  сепарации газовых пузырьков и частиц из циркулирующей промывочной жидкости; на фиг. 7-9 представлены взаимосв занные схематизированные виды газоочистного аппарата в третьем варианте исполнени ; на фиг. 10 в увеличенном масштабе показан продольный разрез соплового средства в наилучшем варианте исполнени . Это средство предназначено дл  рассматриваемого очистного аппарата.

Показанный на фиг. 1-3 схематично аппарат дл  очистки газа выполнен в виде частично заполненного жидкостью резервуара 1 повышенного давлени , состо щего из внешней стенки 2, донной части 3 и крышки или свода 4, сюда же относ тс  патрубок 5 выпуска газа, патрубок 6 впуска газа, распределительный элемент 7. Распределительный элемент содержит несколько радиально расход щихс  книзу распределительных трубок 8 (в рассматриваемом варианте таких трубок шесть). Распределительные трубки 8 имеют внешнюю вертикально проход щую книзу трубную секцию 9 с обращенным вниз перепускным отверстием 10. Распределительные трубки 8 оснащены на наклонно отход щих.их част х соединительными трубами 11 и 12, выполненными с вертикальными и горизонтальными участками. Как нагл дно показано на фиг. 3, соединительные трубы 12 снабжены сверху газовыпускными распределительными насадками 13, имеющими выходные отверсти  14. Насадки 13 могут быть выполнены в виде трубок Венту- ри 15 или расходомерных разгонных сопл 16, в конструкции которых в предпочтительном варианте исполнени  предусмотрены всасывающие отверсти  17, сообщенные с жидкостью резервуара 1 и предназначенные дл  отбора последней. Над соплами 16 установлены соответствующие средства в виде ударно-диспергирующих экранов, выполненных из железных .уголков и закрепленных соответствующим образом (н е показано).

Распределительный элемент 7 погружен на определенную глубину под слой жидкости резервуара 1, наход сь ниже ее

свободной поверхности. В заданном случае распределительные насадки 13 выполнены в виде сопловых трубок Вентури 15 (такой вариант следует рассматривать как предпочтительный ). Желательно, чтобы большинство выходных отверстий 14 трубок Вентури 15 располагалось на одном и том же уровне, приблизительно на удалении не менее 0.5 м от поверхности промывочной

0 жидкости, предпочтительно 2 м. В свою очередь , входные отверсти  18 соединительных труб 11. используемые дл  пропускани  очищаемого газа в соответствующие насадки 13, располагаютс  приблизительно на 1

5м или более того ниже выходных отверстий 14. В результате этого имеющийс  перепад высот обеспечивает устойчиво удовлетворительный эффект очистки в каждом сопле на всей его длине, начина  от входа очищаемо0 го газа в нижерасположенное входное отверстие 18. В процессе прохождени  газа через насадок 13 из него выдел ютс  посторонние примеси. Это осуществл етс  за счет подвода очистной жидкости через вса5 сывающие отверсти  17. Засасываема  жидкость захватываетс  в виде капель струей газа, проход щей через насадок. Далее , такие капли после насыщени  примес ми отдел ютс  от газа частично в виде

0 жидкостной пленки, выседающей на внутренней поверхности трубы 19, а частично в процессе прохождени  на участке между выходными отверсти ми 14 и поверхностью жидкости в резервуаре 1. Что касаетс  сепа5 рации капель в процессе прохождени  газа через очистную жидкость, то дл  этого необходим всего лишь незначительный перепад высот, который и реализуетс  в данном случае .

0 Следует обратить внимание на то, что сущность изобретени  не ограничиваетс  выполнением выходных насадков (сопловых средств) в виде расходомериых трубок Вентури 15, возможно также применение тон5 ких выходных трубок, направленных на соответствующие диспергирующие экраны, необходимые дл  распылени  газа на мелкие пузырьки, проход щие в дальнейшем вверх через очистную жидкость.

0 Уровень этой жидкости над выходными отверсти ми 14 должен быть таким, чтобы образующиес  газовые пузырьки находились в барботажной ванне достаточно долго . Именно это и обеспечиваетс  в данном

5 варианте аппарата-барботера.

Между свободной поверхностью очистной жидкости и выпускным патрубком 5 установлена горизонтальна  канальна  промежуточна  перегородка или днище 20. Это промежуточное днище имеет несколько

проходных отверстий 21с сепараторами 22, предназначенными дл  отделени  от газа мелких капель жидкости и по возможности твердых частиц (указанные сепараторы показаны схематично). Данные сепараторы в общем случае могут иметь самую разнообразную конструкцию, Однако в наибольшей степени дл  этой цели подход т циклонные устройства. Как показано на фиг, 4, отсепа- рированна  жидкость может отводитьс  вниз под поверхность промывочной жидкости по трубным отводам 23. Отвод 23 может быть защищен от пр мого агрессивного воздействи  тазовых пузырьков, к примеру, при помощи кожуха (не показан). В объеме над промежуточной перегородкой - днищем 20 и перед выпускным патрубком 5 может быть размещен дополнительный сепаратор (обычного типа) дл  отделени  из отход щего газа оставшихс  в нем твердых частиц и капель жидкости. В свою очередь выпускной патрубок 5 может быть подсоединен к следующему очистному аппарату или может выходить непосредственно в дымовую трубу или какое-то другое вывод щее устройство.

Аппарат дл  очистки газа от твердых, жидких и/или газообразных примесей работает следующим образом.

Когда аппарат находитс  в ненагруженном , бездействующем состо нии, промывна  жидкость проходит через отверсти  17, 14 выходных сопловых трубных средств - насадкоз 13 и нижние отверсти  10, так что внутриканальные поверхности жидкости в распределительном элементе 7 и во входном патрубке 6 наход тс  на.одном уровне со свободной поверхностью жидкости в резервуаре 1. В таком состо нии очистной аппарат выполн ет функцию гидравлического (вод ного) затвора. В случае аварии или нарушени  режима работы установки, контро- лируемой данным аппаратом, когда происходит выброс соответствующего газа, происходит увеличение давлени , в результате чего внутриканальна  поверхность промывной жидкости отжимаетс  вниз до тех пор, пока не достигнет и не опуститс  ниже порогового барьера 24 на уровне самого нижнего входного отверсти  или отверстий 18 соответствующих выходных трубчато-сопловых средств - насадков 13. При этом условии газ проходит через указанные сопловые средства, а в газовый поток через отверстий 17 засасываютс  мелкораздробленные капли жидкости. Эти капли абсорбируют твердые и жидкие примеси совместно с газовыми включени ми. Выход ща  из сопла 16 стру  газа направл етс  на рассеивающий экран 25 и дробитс  на мелкие пузырьки, которые проход т вверх через слой промывной жидкости. В процессе этого происходит дополнительна  барботажна  очистка газа. Выход щие из 5 сопл 16 или трубок Вентури 15 насыщенные адсорбированными примес ми капли жидкости , частицы и газообразные включени  поглощаютс  очистной жидкостью. Определенна  часть капель сепарируетс  в трубе

0 19 трубки Вентури 15, оседа  в виде пленки на внутренней поверхности указанной верхней части трубки 15,

Таким образом, сепараци  или экстракци  осуществл етс  в два этапа или ста5 дни. На первой стадии за счет соплового течени  и/или ударно-струйного рассе ни  под действием сил инерции внутри и вблизи выходных сопловых трубчатых средств (насадков ) 13 и на экранах 25 осуществл етс 

0 экстракци  пыли и абсорбирование газов и ионов. На второй сепарационной стадии очистки экстракци  пыли и поглощение газов происход т за счет барботажного эффекта , т.е. абсорбировани , седиментации

5 и/или диффузии, в процессе прохождени  газовых пузырьков через промывную жидкость вверх к ее поверхности.

Сепараци  газовых примесей может быть резко интенсифицирована за счет до0 бавлени  в промывную (очистную) жидкость веществ, ускор ющих химические реакции, т.е. химически взаимодействующих с ионами , растворенными в жидкости (так называемое химическое стимулирование или

5 каталитирование). К примеру, сепарацию кислотных газовых компонентов можно усилить за счет растворени  в жидкости щелоч- ных компонентов. В свою очередь, абсорбци  газообразного йода может быть

0 интенсифицирована за счет подмешивани  в промывочную жидкость тиосульфата натри .

Как следует из вышесказанного и анали- 5 за схем на фиг. 1-3, все сопловые средства (насадки) 13 на одном и том же трубном сто ке соединительной трубы 11 в данном варианте аппарата начинают функционировать одновременно. Трубные сто ки соеди- 0 нительных труб 11 различных раздаточных трубок 8 могут располагатьс  на взаимосмещенных уровн х так, чтобы не все сто ки, вход щие в один и тот же раздаточный контур , начинали функционировать одновре- 5 менно.

На фиг. 7-9 представлены различные видоизмененные варианты исполнени  распределительного элемента 7, в котором каждое входное отверстие 18 св зано с одиночным выходным отверстием 14. На фиг. 7

показан местный вид распределительного элемента 7, имеющего главную распределиельную трубку 8. Эта трубка снабжена отход щими книзу соединительными рубами, модифицированными в виде труб- 5 ных секций 26, кажда  из которых имеет две скошенные вниз и приблизительно поперечно ориентированные распределительные или боковые трубные секции 27. Боковые трубные секции 27 имеют на их 10 вободных концах отход щую книзу вертикальную трубную секцию 9, имеющую открытое отверстие 10, Как и в предыдущем варианте аппарата, образующийс  конденсат может выходить через отверсти  10, в то 15 врем  как промывна  или бчистна  жидкость может проходить в распределительный элемент 7 при уменьшении скорости течени  газового потока. На трубных секци х 27 имеетс  несколько вертикальных отхо- 20 д щих вверх сопловых средств (насадков) 13 в виде трубок Вентури 15, которые распределены с приблизительно равным шагом по упом нутым трубным секци м 27 и имеют входные отверсти  28, которые выход т в 25 распределительные насадки 13. Сопловые трубчатые насадки 13 имеют на нижних концах всасывающие отверсти  17 дл  отбора промывной жидкости, а на верхних концах

- выходные отверсти  14 дл  вывода обра- 30

батываемоготазэ. Дл  обеспечени  равномерности срабатывани  рассматриваемого газоочистного аппарата на начальном этапе без про влени  ударных нагрузок в первый момент выброса газа кажда  секци  распре- 35 делител  оснащена двум  высокорасположенными короткими боковыми трубными секци ми 27, выходные отверсти  которых располагаютс  над остальными сопловыми средствами. Но в то же врем  отход щие 40 вниз трубные секции 29 боковых трубных секций 30 выход т на тот же уровень, что и остальные трубные секции 9, Помимо всего прочего рассматриваемые распределители сконструированы так, что отверсти  28 рас- 45

ходомерных трубок Вентури 15 располагаютс  с постепенным увеличением глубины при одновременном увеличении числа распределительных или боковых трубных секций 27. В результате этого при увеличении 50 скорости течени  газа и увеличении его расхода и входного давлени  происходит не- орерывное увеличение числа элементарных активных сепараторов.

На фиг. 8 представлен вариант распре- 55 делител , который несколько отличаетс  от варианта, приведенного на фиг. 7. В этом случае боковые соединительные трубы 12 отход т непосредственно от главных распределительных (раздаточных) радиальных

трубок 8, т.е. промежуточные вертикальные соединительные трубы 11 или трубные секции 26 отсутствуют.

На фиг. 9 приведен схематизированный продольный разрез в увеличенном масштабе боковой трубы 12, имеющей на обращенной вверх боковой поверхности входные отверсти  28 и вертикальные соединительные трубные секции или отводы 31, в которые вставлены трубчатые сопловые насадки в виде трубок Вентури 15. Вариант распределител , приведенный, на фиг. 9, предусматривает задействование или срабатывание дополнительного выпускного соплового насадка .при перемещении поверхности внутриканальной жидкости до более низкого уровн .

На фиг. 10 схематично представлен предпочтительный вариант исполнени  сопловой трубки Вентури 15, используемой в конструкции рассматриваемого очистного аппарата-барботера. Эта трубка включает в себ  входную часть 32 с входным отверстием 33, сужающуюс  часть 34, цилиндрическую переходную горловину 35, конусно расшир ющуюс  часть 36 и торцовую заглушку 37. Несколько ниже этой заглушки имеютс  поперечные выпускные отверсти  38. Рассматриваема  соплова  трубка имеет на нижнем конце соединительную резьбу 39 дл  закреплени  в выступающей вверх соединительной трубной секции - отводе 3.1 на соответствующей боковой трубной секции 27 или на трубе 12. Между сужением и переходной горловиной имеетс  кольцева  канавка 40, котора  имеет острую кромку 41, отдел ющую эту канавку от горловины 35. В канавку 40 вход т всасывающие отверсти  17, при этом жидкость, вход ща  в канавку , способна распредел тьс  по всему ее кольцевому периметру, Ширина канавки 40 составл ет 2-4 мм, при этом радиус кромки 42, отдел ющей эту канавку от сужающейс  части 34, на 0,5-1.мм больше радиуса противоположной кромки 41. Примечательно то, что касательна  к стенке упом нутого сужени  около канавочной кромки 42 проходит вне пределов и не пересекает противоположной кромки 41. В процессе прохождени  газа через сопло в канавку 40 засасываетс  очистна  жидкость, поступающа  в виде мелких капель. Эти капли захватывают примеси , вход щие в состав газа, в процессе прохождени  через сопловую горловину 35, конически расшир ющуюс  часть 36 и внешнюю трубу 19. Таким образом, данна  конструкци  действует как самовсасывающий сопловой сепаратор. При функционировании аппарата-барботера на каждый кубический метр обрабатываемого газа через отверсти  17tB сопловые насадки 13 должно засасыватьс  не менее 0,5 кг, а предпочтительно 2-3 .кг промывной жидкости , к примеру воды. В соответствии с этим всасывающим отверсти м 17 и канавкам 40 придаютс  необходимо большие размеры, рассчитанные на отбор необходимого количества жидкости при заданном перепаде давлени , который определ етс  разностью уровней между нижними отверсти ми 28 и выпускными отверсти ми 38. В большинстве случаев дл  обеспечени  удовлетворительной очистки газа необходим перепад давлени  в 1 м вод ного столба или более. В качестве примера уместно упом нуть о том, что 99% эффективного очистного действи  может быть реализовано в сопловой трубной насадке при условии, что перепад давлени  составл ет 10 Па, что соответствует 1 м вод ного столба.

В рассматриваемом варианте исполнени  соплова  трубка имеет в горловинной части диаметр в 10 мм, а в верхней части - 49-26 мм. Практика показала, что дл  достижени  высокой эффективности очистки диа- метр переходной горловины сопла не должен превосходить 30 мм или около того,

Вариант очистного аппарата, представленный на фиг. 4 и 5, включает в себ  видоизмененный распределительный элемент 7, имеющий центрально расположенную цилиндрическую распределительную камеру 43 и набор соединительных труб 44, которые отход т наклонно вверх от камеры 43 на различных уровн х. Распределительные со- единительные трубы 44 имеют радиальные, направленные внутрь части 45, от которых в горизонтальном направлении наружу отход т распределительные соединительные трубы 46. Эти распределительные соедини- тельные трубы 46 снабжены выходными соплами 16 (одно из них показано в качестве иллюстрации в увеличенном масштабе на выносном виде слева на фиг. 4), Сверху над указанными сопловыми средствами могут располагатьс  рассеивающие струйные экраны-отражатели 25, аналогичные тому, что показано на фиг, 1-3. В данном варианте исполнени  очистного аппарата выходные сопловые насадки 13 могут быть более ко- роткими, так как входные отверсти  18 располагаютс несколько ниже распределительной камеры 43. В принципе, дл  реализации эффективного очистного действи  длина таких сопл должна быть ми- нимальной.

Газоочистной аппарат, показанный на фиг. 4 и 5. разделен на отсеки или секции при помощи радиальных перегородок 47, которые ограничены, .сверху промежуточным днищем 20 над поверхностью жидкости резервуара и которые проход т вниз за уровень выходных сопловых насадков 13. Упом нутые перегородки проход т внутрь к патрубку 6 впуска газа и наружу к внешней стенке 2 аппарата. Р дом с внешней стенкой по окружности проходит концентриче- ска  направл юща  промежуточна  дополнительна  стенка 48, верхн   часть которой выступает на поверхность очистной жидкости, когда она находитс  в покое, нижн   часть этой стенки оканчиваетс  у донной части 3 аппарата ниже уровн  входных отверстий 18. Перегородки 47 могут выходить в щелевой зазор 48 между стенками 2 и 48, использу сь дл  фиксации направл ющей промежуточной стенки 48. Однако такое конструктивное решение не  вл етс  функционально об зательным дл  данного аппарата, в частности промежуточна  стенка 48 может быть закреплена с помощью подпорок, соединенных с внешней стенкой 2. -. : .

Распределительные соединительные трубы 44 имеют входные или газовпускные отверсти  18, выполненные в стенке распределительной камеры 43 на различных уровн х по высоте. Это позвол ет ступенчато вводить в действие различные очистные секции с увеличением входных давлений. После обнажени  газовпускного, отверсти  вследствие опускани  уровн  наход щейс  в камере 43 очистной жидкости под действием возрастающего давлени  используемый дл  очистки газа может свободно . проходить вверх по. распределительной соединительной трубе 44 и выходить через распределительные соединительные трубы 46 и их выходные сопловые насадки 13. Благодар  разности высот между поверхностью жидкости и распределительными отрубами 46 в выходных трубчатых соплах 16 действует избыточное давление. Таким образом, об- рабатываемый газ проходит, через выходные сопла с заметным перепадом давлени , что гарантирует высокий очистной эффект и тонкодисперсное дробление газа на малые пузырьки. Благодар  тому, что газовпускные отверсти  18 расположены на различной высоте, возможно автоматическое последовательное задействование распределительных секций при частичной нагрузке с реализацией полностью эффективного очистного действи . Это особенно важно дл  обеспечени  эффективной экстракции пыли, присутствующей в обрабатываемом газе. Инерционность такой системы зависит в значительной мере от скорости течени  газа, при этом низка  скорость приводит к слабой сепарации.

Ввиду уменьшени  плотности, обусловленного образованием газовых пузырьков, в активно действующих газоочистных секци х 50 уровень 51 очистной жидкости будет более высоким. Этот уровень 51 находитс  над верхней кромкой 52 направл ющей промежуточной стенки 48. В результате этого очистна  жидкость может рециркулировать из активно функционирующих секций 50 в те секции, куда поступает очищаемый газ. Это предотвращает локальную концентрацию примесей и обеднение очистной жидкости реа.гентными добавками в верхних част х активно действующих секций, в особенности при неполной нагрузке.

На фиг. 6 местным видом показан щеле- видный зазор 49, в котором имеютс  наклонные пластинчатые седиментационные ребра 53. Эти пластинчатые ребра образуют между собой множество наклонных промежутков или камер 54, которые ограничены сверху и снизу указанными ребрами.Пузырь- ки газа, присутствующие в оЬъеме жидкости , вводимой в такие наклонные промежутки, поднимаютс  в направлении верхних ограничивающих пластин, в то врем  как твердые примеси оседают в направлении донной или нижней ограничивающей пластины. Затем газов:ые пузырьки перемещаютс  вверх вдоль нижней поверхности покрывающей пластины, выход  в конце концов на свободную поверхность 55 или 51 жидкости соответственно. В свою очередь, осаждаемые частицы перемещаютс  вниз вдоль поверхности подстилающей пластины и в конечном итоге попадают на донную часть 3 бэрботерного резервуара с нижней кромки 56 соответствующих пластин.

Результатом применени  рассматриваемых пластинчатых седиментационных ребер  вл етс  поперечное смещение циркулирующей жидкости по одному и тому же отсеку или секции аппарата при неполной нагрузке и вместе с тем противодействие обеднению реакционными добавками.

В результате данного газоочистного аппарата может быть размещен теплообмен- ный змеевик (не показан) дл  охлаждени  или (в специальных случа х) нагрева очистной жидкости.

Вместимость резервуара должна быть достаточно большой, так чтобы в нем помимо очистной жидкости помещались образующийс  конденсат и твердые частицы, экстрагируемые в процессе активного функционировани  аппарата при авари х или нарушени х работы обслуживаемой установки , В том случае, когда аппарат используетс  дл  очистки технологических газов, конденсат и твердые экстрагированные частицы могут удал тьс  через нормально закрытый выводной патрубок 57 в донной части резервуара, к примеру, с помощью двух последовательных вентилей.

Рассеивающие, диспергирующие экраны могут быть выполнены самым различным образом. Например, они могут состо ть из перфорированных пластин, размещенных над выпускными отверсти ми 38. Такие пла0 стины помимо основной функции эффективно распредел ют газовые пузырьки, образующиес  по всей поверхности, что позвол ет более эффективно использовать имеющийс , объем.

5 В некоторых случа х практического применени  резервуар 1 может быть открыт сверху. Тогда боковые стенки 2 должны быть достаточно высокими, так чтобы исключить выход жидкости наружу вследствие

0 разбрызгивани . Такой резервуар может быть оснащен дополнительными сепараторами типа сит или фильтров дл  сепарации капель жидкости и/или неподвижных или флюидизйрованных слоев частиц, распола5 гающихс  над или под свободной поверхностью ванны жидкости.

Направл ющие промежуточные стенки 48, используемые дл  образовани  рециркул ционных зазоров 49, могут быть размеще0 ны в любом необходимом месте в резервуаре 1. например р дом с радиальными перегородками 47 или же попарно с соединительными короткими стенками.Удобно (хот  это.и не об зательно) размещать про5 межуточные стенки 48 между различными секци ми 50 или между част ми, образованными различными распределительно-раздаточными трубами.-..- Резервуар 1 необ зательно должен

0 быть круглым, он может иметь любую потребную форму, завис щую, к примеру, от конкретных условий его размещени , в частности такой резервуар может быть пр моугольным или же неправильной формы.

5 Входной раздаточный патрубок б может быть подсоединен к резервуару в любом необходимом месте, к примеру асимметрично закреплен в крышке-колпаке 4 или же может быть пропущен через боковую стенку

0 2 резервуара или его донную часть 3. При этом важно, чтобы эта труба подсоедин лась к распределительному элементу 7 выше самого верхнего газовпускного отверсти  18.

5 Выходные сопловые насадки 13 могут подсоедин тьс  к соответствующим газо- впускным отверсти м в трубках 8 или камере 43 тем способом, который  вл етс  наиболее удобным. В большинстве случаев оптимальным конструктивным решением

рассматриваемого барботера  вл етс  такое , при котором примен ютс  горизонтальные или (в цел х самодренировани ) несколько наклонно размещенных распределительных соединительных труб 12, 46 и распределительных соединительных труб 44, их частей 45 и трубок 8. Выходные трубчатые сопла 16 могут быть выше, чем это показано на фиг. 4. Это необходимо дл  того, чтобы засасываемые в эти сопла через отверсти  17 капли, промывочной жидкости имели достаточно большую линейную базу взаимодействи  с газом при перемещении в соплах, Уместно подчеркнуть, что процесс очистки в аппарате может быть реализован только за счет соплового дросселировани  без струйного распылени  на экранах и бар- ботажного эффекта,

Газоочистной аппарат может иметь любые необходимые размеры и может включать в себ  несколько взаимозамен емых и взаимонезависимых распределительных элементов 7 в виде трубок 8 и/или камер 43. Такие аппараты могут примен тьс  по групповой схеме в виде соответствующей многомодульной очистной установки, состо щей из нескольких отдельных аппаратов, собранных в группы или размещенных удаленно друг, от друга. Така  схема удобна с точки зрени  эксплуатации и обслуживани , например , при замене и ремонте трубной арматуры , позвол   отключить отдельные блоки, оставл   в рабочем состо нии все

остальные.

Как очевидно, газоочистному аппарату могут быть приданы очень большие размеры . Например, в случае использовани  его в качестве аварийной системы защиты на

АЭС площадь такого аппарата может превосходить 50-100 м2, диаметр- 10 м и более. Исходный объем очистной жидкости должен выбиратьс  с учетом возможных потерь. Так, при выбросе газа с интенсивностью

пор дка 10 кг/с при температуре 150°С парообразование очистной воды составл ет пор дка 1-3,5 м3 /ч. В дополнение к этому потери очистной жидкости обусловлены испарением ,. .

Claims (6)

1. Аппарат дл  очистки газа от твердых, жидких и/или газообразных примесей, содержащий резервуар, частично заполненный жидкостью, патрубок впуска газа, соединенный с ним распределительный элемент, сообщенный через соединительные трубы с распределительными насадками ,-заглубленными под уровень жидкости, патрубок выпуска газа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы в аварийном режиме, снижени  энергозатрат и повышени  надежности в работе, входные отверсти  соединительных труб выполнены на различных уровн х по высоте распределительного элемента, оснащенного по меньшей мере одним перепускным отверстием, сообщенным по жидкости с резервуаром и выполненным ниже уровн  самого заглубленного входного отверсти  соединительных труб, при этом распределительные насадки размещены с ориентацией выходного отверсти  выше по уровню жидкости по сравнению с входным отверстием и распределены по всему поперечному сечению резервуара.:

2. Аппарат поп. 1,отличающийс  тем, что распределительный элемент выполнен в виде радиальных трубок или камеры

большего сечени , чем сечение патрубка впуска газа, а перепускное отверстие размещено на его нижнем конце.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, от л и чающийс  тем, что выходные отверсти  распределительных насадков расположёны на одном уровне,

4. Аппарат по пп. 1-3, отличающий- с   тем, что распределительные насадки выполнены в виде разгонных сопл или трубок Вентури, сообщенных с жидкостью резервуара через отверсти  в стенках,

5. Аппарат по пп. 1-4, отличающийс  тем, что резервуар разделен на секции посредством радиальных перегородок, имеющих прот женность от уровн  над Перепускным отверстием до уровн  над поверхностью жидкости резервуара.

6. Аппарат по п, 5, отличающийс  тем, что он снабжен дополнительными стенками , размещенными с щелевыми зазорами к внешней стенке резервуара в одной или нескольких секци х и пластинчатыми ребрами , расположенными в щелевых зазорах , при этом верхн   кромка каждой дополнительной стенки размещена выше уровн  жидкости, а нижн   - ниже уровн  входных отверстий соединительных труб.