RU2086293C1 - Method and device for gas scrubbing - Google Patents
Method and device for gas scrubbing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2086293C1 RU2086293C1 RU94017988A RU94017988A RU2086293C1 RU 2086293 C1 RU2086293 C1 RU 2086293C1 RU 94017988 A RU94017988 A RU 94017988A RU 94017988 A RU94017988 A RU 94017988A RU 2086293 C1 RU2086293 C1 RU 2086293C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- annular gap
- liquid
- scrubber
- annular
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к мокрой очистке газов от твердых, жидких и токсичных включений и может быть использовано в энергетике, металлургии, химической технологии и других отраслях промышленности. The invention relates to wet cleaning of gases from solid, liquid and toxic inclusions and can be used in energy, metallurgy, chemical technology and other industries.
В цветной металлургии и химической промышленности известен пенный способ очистки газов от золы и окислов серы, заключающийся в барботировании загрязненного газа через слой жидкости. Очистку производят в пенных аппаратах с переливными и провальными тарелками /1/. In non-ferrous metallurgy and the chemical industry, a foamy method is known for purifying gases from ash and sulfur oxides, which consists in sparging contaminated gas through a liquid layer. Cleaning is carried out in foam machines with overflow and failure plates / 1 /.
Способ характеризуется низкой степенью очистки газа от тонких фракций пыли из-за образования в процессе барботажа крупных запыленных газовых пузырей (до 6 мм), принизывающих с высокой скоростью столб жидкости. В результате мелкие частицы не успевают отсепарироваться на поверхность раздела фаз за время прохождения пенного слоя, газообразные компоненты (окислы серы) не успевают прореагировать с реагентами в жидкой фазе. Кроме того, из-за низкой производительности пенные аппараты не получили распространения в энергетике, где образуются большие объемы топочных газов. The method is characterized by a low degree of gas purification from fine dust fractions due to the formation of large dusty gas bubbles (up to 6 mm) during sparging, dropping a column of liquid at a high speed. As a result, small particles do not have time to separate onto the phase interface during the passage of the foam layer, gaseous components (sulfur oxides) do not have time to react with the reagents in the liquid phase. In addition, due to the low productivity, foam machines are not widespread in the energy sector, where large volumes of flue gases are generated.
Известен способ мокрой очистки газов, включающий подачу газового потока в цилиндрический корпус газоочистителя, взаимодействие газового потока с подаваемой противотоком жидкостью при пропускании его через кольцевую щель в широком диапазоне скоростей. A known method of wet cleaning of gases, including the supply of a gas stream to a cylindrical body of a gas scrubber, the interaction of a gas stream with a countercurrent liquid when passing it through an annular gap in a wide speed range.
Способ реализуют в устройстве для мокрой очистки газов, содержащем цилиндрический корпус, патрубки подвода и отвода газов, расположенный соосно с корпусом, над патрубком подвода газов, с образованием кольцевой щели по отношению к стенке корпуса дозатор орошающей жидкости с размещенной над ним трубой для подачи орошающей жидкости, кольцевой лопаточный завихритель /2/. The method is implemented in a device for wet cleaning of gases, comprising a cylindrical body, gas supply and exhaust pipes located coaxially with the body, above the gas supply pipe, with the formation of an annular gap in relation to the body wall of the irrigation fluid dispenser with an irrigation fluid supply pipe placed above it , annular scapular swirler / 2 /.
Недостатком процесса и аппарата является недостаточно высокая производительность, что подтверждается величиной скорости газов на выходе из рабочего пространства (пенного слоя), т.е. в полном сечении аппарата, которая составляет 2,0 2,5 м/с. The disadvantage of the process and apparatus is not high enough productivity, which is confirmed by the value of the gas velocity at the exit of the working space (foam layer), i.e. in the full cross section of the apparatus, which is 2.0 2.5 m / s.
Для повышения производительности данного устройства необходимо увеличение скорости газа в щели более 20 м/с, что невозможно из-за захлебывания аппарата, вследствие невозможности постоянного слива жидкости в процессе накопления слоя, что, в свою очередь, связано с недостаточной турбулизацией пенного слоя. To increase the productivity of this device, it is necessary to increase the gas velocity in the gap of more than 20 m / s, which is impossible due to flooding of the device, due to the inability to continuously drain the liquid during the accumulation of the layer, which, in turn, is associated with insufficient turbulence of the foam layer.
При вращательном движении газожидкостного слоя в условиях прототипа происходит улучшение тепло- и массообмена, но недостаточно за счет образования мелкомасштабных радиальных вихрей и крупноячеистой пены. Проходя кольцевой зазор между стенками корпуса и периметром перегородки, прямолинейно движущийся незакрученный газовый поток вступает во взаимодействие с жидкостью со скоростью 15 20 м/с. During the rotational movement of the gas-liquid layer under the conditions of the prototype, there is an improvement in heat and mass transfer, but not enough due to the formation of small-scale radial vortices and coarse foam. Passing an annular gap between the walls of the housing and the perimeter of the partition, a rectilinearly moving untwisted gas stream interacts with the fluid at a speed of 15 to 20 m / s.
Большая часть энергии газового потока расходуется на этом участке аппарата на взаимное диспергирование газа и жидкости, т.е. на создание незакрученного газожидкостного пенного слоя. При этом скорость газожидкостного слоя снижается сразу же за щелью в 3 раза и только тогда начинается подкручивание потока для стабилизации пены. Следовательно, вращение слоя происходит при довольно низких скоростях (5 7 м/с), недостаточных для образования мелких пузырей и интенсивной турбулизации, что снижает тепло-массообмен и приводит к недостаточной степени очистки газов. Максимальная степень улавливания по данному процессу тумана фосфорной кислоты, что сопоставимо с пылеочисткой, не превышает 93
Еще одним недостатком прототипа является невозможность осуществления процесса газоочистки в аппаратах большого диаметра. С увеличением диаметра корпуса газоочистителя и соответственно ширины кольцевого зазора (щели) мелкомасштабные радиальный вихри не обеспечивают перенос жидкости на всю ширину кольцевой щели, и вдоль стенки корпуса в объем над щелью поступает газ, не смешанный с жидкостью. С увеличением скорости газа в щели мощность пристенного потока возрастает настолько, что пена, до этого перекрывающая площадь щели, в зоне стабилизатора пены за счет центробежных сил оттесняется к осевой зоне газоочистителя и происходит проскок неочищенного газа. В свободное от пены пространство устремляется весь газ и происходит полный провал жидкости через кольцевой зазор.Most of the energy of the gas stream is spent on this section of the apparatus for the mutual dispersion of gas and liquid, i.e. to create an untwisted gas-liquid foam layer. In this case, the gas-liquid layer velocity immediately decreases behind the gap by a factor of 3, and only then does the flow swirl to stabilize the foam. Therefore, the rotation of the layer occurs at rather low speeds (5 7 m / s), insufficient for the formation of small bubbles and intense turbulization, which reduces heat and mass transfer and leads to an insufficient degree of gas purification. The maximum degree of phosphoric acid mist capture in this process, which is comparable to dust cleaning, does not exceed 93
Another disadvantage of the prototype is the inability to carry out the gas purification process in large-diameter apparatuses. With an increase in the diameter of the scrubber body and, accordingly, the width of the annular gap (gap), small-scale radial vortices do not provide liquid transfer over the entire width of the annular gap, and gas not mixed with liquid enters the volume above the gap along the wall of the body. With an increase in the gas velocity in the slit, the power of the near-wall flow increases so much that the foam, which previously covers the area of the slit, in the zone of the foam stabilizer due to centrifugal forces is pushed to the axial zone of the scrubber and the crude gas flows through. All gas rushes into the space free of foam and a complete liquid failure occurs through the annular gap.
Это имеет место, например, при работе газоочистителя диаметром 0,5 м с максимальной шириной кольцевого зазора 25 мм. Для газоочистителя большого диаметра, порядка 3,0 м, ширина рекомендуемого кольцевого зазора достигает 150 мм и сформировать над ним пенный слой невозможно ни при каких скоростях газа по описанным выше причинам. This is the case, for example, during the operation of a gas scrubber with a diameter of 0.5 m with a maximum annular gap width of 25 mm. For a large diameter gas scrubber, of the order of 3.0 m, the width of the recommended annular gap reaches 150 mm and it is impossible to form a foam layer above it at any gas velocity for the reasons described above.
Таким образом, основными недостатками известного способа и устройства являются: недостаточно высокая производительность аппаратов малого диаметра, недостаточно высокая степень газоочистки, невозможность осуществления процесса газоочистки в аппаратах большого диаметра. Thus, the main disadvantages of the known method and device are: insufficiently high productivity of small-diameter apparatuses, insufficiently high degree of gas purification, inability to implement the gas purification process in large-diameter apparatuses.
Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения являются:
повышение производительности процесса газоочистки, осуществляемого в аппаратах с корпусом как малого, так и большого диаметров, при стабильном режиме инверсии фаз в широком диапазоне скоростей газового потока;
повышение степени газоочистки;
снижение материалоемкости и трудозатрат на изготовление газоочистителя при очистке больших объемов газов за счет установки аппаратов большой производительности до 200 тыс.м3/ч и более.Achievable technical result of the invention are:
increasing the efficiency of the gas purification process, carried out in devices with a housing of both small and large diameters, with a stable phase inversion mode in a wide range of gas flow rates;
increased degree of gas purification;
reduction of material consumption and labor costs for the manufacture of a gas scrubber when cleaning large volumes of gases due to the installation of high-capacity devices up to 200 thousand m 3 / h and more.
Поставленная задача решена тем, что газовый поток через кольцевую щель подают в закрученном виде, а газожидкостную смесь эмульгируют при скорости газа в кольцевой щели, определяемой зависимостью
где V скорость газа в кольцевой щели, м/с;
Δp аэродинамическое сопротивление кольцевой щели, Па;
r радиус цилиндрического корпуса газоочистителя, м;
k эмпирический коэффициент, равный 0,528;
Φ угол между вектором скорости газового потока в кольцевой щели и плоскостью поперечного сечения кольцевой щели, град.The problem is solved in that the gas flow through the annular gap is fed in a swirling form, and the gas-liquid mixture is emulsified at a gas velocity in the annular gap, determined by the dependence
where V is the gas velocity in the annular gap, m / s;
Δp aerodynamic drag of the annular gap, Pa;
r radius of the cylindrical body of the scrubber, m;
k empirical coefficient equal to 0.528;
Φ angle between the gas flow velocity vector in the annular gap and the plane of the cross section of the annular gap, deg.
Поставленная задача решена также тем, что в устройстве для мокрой очистки газов лопаточный завихритель размещен в кольцевой щели, при этом дозатор орошающей жидкости выполнен в виде по меньшей мере одного тарельчатого элемента, расположенного с образованием зоны эмульгирования. The problem is also solved by the fact that in the device for wet cleaning of gases, the blade swirl is placed in an annular gap, while the sprinkler of the irrigating liquid is made in the form of at least one plate element located with the formation of the emulsification zone.
В другом варианте устройства эта же задача решается тем, что патрубок подвода газов установлен тангенциально, при этом дозатор орошающий жидкости выполнен в виде по меньшей мере одного тарельчатого элемента, размещенного с образованием зоны эмульгирования. In another embodiment of the device, this same problem is solved by the fact that the gas supply pipe is installed tangentially, while the irrigating liquid dispenser is made in the form of at least one disk element placed to form an emulsification zone.
Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.
В предлагаемом способе и устройстве для мокрой очистки газов повышение производительности процесса газоочистки обеспечивается тем, что газовый поток через кольцевую щель подают в закрученном виде при скорости газа в кольцевой щели, определяемой заданной зависимостью. In the proposed method and device for wet cleaning of gases, increasing the efficiency of the gas cleaning process is ensured by the fact that the gas flow through the annular gap is fed in a swirling form at a gas velocity in the annular gap determined by a given dependence.
Подача газа в закрученном виде обеспечивается в устройстве за счет установки кольцевого лопаточного завихрителя в кольцевой щели либо в другом варианте устройства за счет тангенциального выполнения патрубка подвода газов, а также в обоих вариантах за счет выполнения дозатора орошающей жидкости в виде тарельчатого элемента. The supply of gas in a swirling form is provided in the device by installing an annular scapular swirler in the annular gap or in another embodiment of the device due to the tangential execution of the gas supply pipe, and in both cases due to the design of the irrigation fluid dispenser in the form of a disk element.
Орошающая жидкость подается на тарельчатый элемент, где образуется ванна жидкости. Под действие вращающегося (закрученного) газового потока ванна жидкости раскручивается и за счет центробежных сил жидкость начинает срываться с краев тарельчатого элемента в виде пленки, разрывающейся затем на отдельные струи и капли, которые пронизывают все пространство над кольцевой щелью. Irrigation fluid is supplied to the disk element, where a liquid bath is formed. Under the action of a rotating (swirling) gas flow, the liquid bath spins up and due to centrifugal forces, the liquid begins to tear off from the edges of the disk element in the form of a film, which then bursts into separate jets and drops that penetrate the entire space above the annular gap.
При взаимодействии этой жидкости с вращающимся газовым потоком, выходящим из щели, происходит образование пены, которая центробежными силами относится к стенке корпуса и накапливается непосредственно над кольцевой щелью в виде пенного вращающегося слоя. Через 2 3 мин после начала подачи в газоочиститель орошающей жидкости размеры пристенного пенного кольца увеличиваются настолько, что оно полностью перекрывает всю ширину кольцевой щели и даже внешний край тарельчатого элемента и газоочиститель выходит в рабочий режим. When this fluid interacts with a rotating gas stream emerging from the gap, foam forms, which by centrifugal forces refers to the wall of the body and accumulates directly above the annular gap in the form of a foam rotating layer. 2 3 minutes after the start of the supply of irrigation fluid to the scrubber, the dimensions of the wall foam ring increase so much that it completely covers the entire width of the annular gap and even the outer edge of the disk element and the scrubber enters the operating mode.
Газ, прошедший через пенный слой, также сохраняет высокую скорость вращательного движения и, несколько расширившись, остается прижатым к стенке корпуса, обеспечивая сепарацию на стенку капель жидкости, появляющихся над верхней границей пенного слоя. The gas passing through the foam layer also maintains a high speed of rotational motion and, having expanded somewhat, remains pressed against the wall of the housing, providing separation of liquid droplets appearing above the upper boundary of the foam layer on the wall.
Таким образом, интенсивное вращательное движение образующейся газожидкостной эмульсии непосредственно на кольцевой щелью является основным фактором, позволяющим создать необходимый и достаточный уровень центробежных сил для стабилизации пенного слоя и соответственно эффективного проведения газоочистки и увеличения производительности процесса в аппаратах любого диаметра. Thus, the intensive rotational movement of the resulting gas-liquid emulsion directly on the annular gap is the main factor that allows you to create the necessary and sufficient level of centrifugal forces to stabilize the foam layer and, accordingly, effectively conduct gas purification and increase the productivity of the process in devices of any diameter.
С увеличением расхода газа (т.е. скорости в щели) растет высота пенного слоя и его аэродинамическое сопротивление. При этом пенный слой помимо вращательного движения приобретает вертикальные пульсации с небольшой амплитудой и частотой около 2 Гц. С такой же частотой происходит пульсирующий слив отработанной жидкости через кольцевой зазор по стенке корпуса газоочистителя, предупреждая чрезмерное накопление жидкости над кольцевой щелью и нарушение режима эмульгирования. В изобретении, в отличие от прототипа, даже при высокой скорости газа в кольцевой щели не наблюдается режима захлебывания и провала пенного слоя. With increasing gas flow (i.e., velocity in the gap), the height of the foam layer and its aerodynamic drag increase. Moreover, the foam layer, in addition to rotational motion, acquires vertical pulsations with a small amplitude and frequency of about 2 Hz. At the same frequency, a pulsed discharge of the spent liquid occurs through an annular gap along the wall of the scrubber body, preventing excessive accumulation of liquid over the annular gap and violation of the emulsification regime. In the invention, in contrast to the prototype, even at a high gas velocity in the annular gap there is no regime of flooding and failure of the foam layer.
В предлагаемых способе и устройстве закрученный газовый поток обеспечивает не только повышение производительности процесса, но и повышение степени газоочистки. Это обуславливается интенсификацией процессов тепло- и массообмена за счет следующих факторов: возникновения крупномасштабных радиальных вихрей, высокой интенсивности перемешивания пенного слоя и повышенного давления во вращающемся пенном слое. In the proposed method and device, a swirling gas stream provides not only an increase in the productivity of the process, but also an increase in the degree of gas purification. This is due to the intensification of the processes of heat and mass transfer due to the following factors: the appearance of large-scale radial vortices, high intensity mixing of the foam layer and increased pressure in the rotating foam layer.
Кроме основного вращения пенного слоя над кольцевой щелью, в нем возникают крупномасштабные радиальные вихри, образование которых связано с замедлением вращения пены в пристенной зоне за счет трения о стенку корпуса и в верхних ее слоях за счет снижения скорости газа при его выходе в свободный объем газоочистителя над слоем. Эти вихри постоянно зарождаются и разрушаются, перемещаясь вдоль слоя и интенсифицируя процессы тепло- и массообмена. In addition to the main rotation of the foam layer above the annular gap, large-scale radial vortices arise in it, the formation of which is associated with a decrease in the rotation of the foam in the wall zone due to friction against the wall of the body and in its upper layers due to a decrease in the gas velocity when it enters the free volume of the gas scrubber above layer. These vortices are constantly nucleated and destroyed, moving along the layer and intensifying the processes of heat and mass transfer.
Если представить пенный слой в виде сплошной среды и выделить в нем отдельные линии тока, то в грубом приближении они могут напоминать спирали с большим шагом, закрученные вокруг некоторой оси (окружности) этого слоя. Высокая интенсивность перемешивания в этом слое подтверждается экспериментами по окраске слоя. Практически мгновенно краска распределяется по всему слою, равномерно окрашивая весь его объем. Со временем, по мере замены жидкости в слое за счет вновь поступающей неокрашенной, интенсивность окраски пены падает, но равномерно по всему объему. В незакрученных потоках такие эксперименты показывают неравномерность окраски пены по высоте. If we represent the foam layer in the form of a continuous medium and separate individual streamlines in it, then, in a rough approximation, they can resemble spirals with a large pitch, twisted around a certain axis (circle) of this layer. The high intensity of mixing in this layer is confirmed by experiments on the color of the layer. Almost instantly, the paint is distributed throughout the layer, evenly staining its entire volume. Over time, as the fluid in the layer is replaced due to newly incoming unpainted, the color intensity of the foam decreases, but uniformly throughout the volume. In untwisted flows, such experiments show uneven color height of the foam.
Важным отличием процесса эмульгирования закрученным потоком от прототипа является повышенное давление во вращающемся пенном слое за счет действия центробежных сил, при котором силы поверхностного натяжения жидкости могут обеспечить устойчивое существование только мелких пузырей. Если в прототипе средний размер пузырей пены составляет не менее 6 мм, то в изобретении средний размер пузырей во вращающемся пенном слое составляет 0,4 мм. Это приводит к соответствующему многократному увеличению поверхности контакта фаз и интенсификации процессов тепло- и массообмена. An important difference between the process of emulsification by swirling flow from the prototype is the increased pressure in the rotating foam layer due to the action of centrifugal forces, in which the surface tension of the liquid can ensure the stable existence of only small bubbles. If in the prototype the average bubble size of the foam is at least 6 mm, then in the invention the average bubble size in the rotating foam layer is 0.4 mm. This leads to a corresponding multiple increase in the contact surface of the phases and the intensification of the processes of heat and mass transfer.
Изобретение позволяет, изменяя ширину кольцевой щели, использовать в необходимых случаях радиальный или тангенциальный подвод газового потока. The invention allows, by changing the width of the annular gap, to use, if necessary, radial or tangential inlet of the gas stream.
В случае радиального подвода очищаемого газа под кольцевую щель газ закручивается кольцевым лопаточным завихрителем. Такой способ подвода газа несколько снижает аэродинамическое сопротивление газоочистителя. In the case of radial supply of the gas to be cleaned under the annular gap, the gas is twisted by an annular blade swirler. This method of gas supply somewhat reduces the aerodynamic resistance of the scrubber.
При очистке газов от высокоабразивной пыли, способной подвергнуть лопатки кольцевого лопаточного завихрителя быстрому истиранию, возможна работа газоочистителя с тангенциальным подводом газа без лопаточного завихрителя в щели. When cleaning gases from highly abrasive dust, capable of subjecting the blades of an annular scapular swirl to rapid abrasion, it is possible to operate the scrubber with a tangential gas supply without a scapular swirl in the slit.
В цилиндрическом корпусе газоочистителя могут быть установлены несколько тарельчатых элементов с кольцевыми лопаточными завихрителями. Это позволяет осуществлять многоступенчатую очистку газа во вращающихся слоях эмульсии с высокой степенью очистки. In the cylindrical body of the scrubber, several disk elements with annular blade swirlers can be installed. This allows for multi-stage gas purification in the rotating layers of the emulsion with a high degree of purification.
На фиг. 1 изображено устройство для мокрой очистки газов (газоочиститель) с кольцевым лопаточным завихрителем; на фиг. 2 газоочиститель с тангенциальным патрубком подвода газов; на фиг. 3 двухступенчатый газоочиститель с кольцевыми лопаточными завихрителями. In FIG. 1 shows a device for wet cleaning of gases (gas scrubber) with an annular blade swirl; in FIG. 2 gas scrubber with tangential gas inlet; in FIG. 3 two-stage scrubber with annular blade swirls.
Устройство для мокрой очистки газов содержит цилиндрический корпус 1, дозатор орошаемой жидкости, выполненный в виде тарельчатого элемента 2, трубу 3 для подачи орошающей жидкости, патрубок 4 подвода загрязненного газа, патрубок 5 отвода очищенного газа, днище газоочистителя 6, патрубок 7 для слива жидкости. Тарельчатый элемент 2 установлен над патрубком 4 подвода газа соосно с корпусом 1 и образует со стенкой корпуса 1 кольцевую щель. В одном варианте устройство содержит дополнительно кольцевой лопаточный завихритель 8, размещенный в кольцевой щели. В другом варианте устройства патрубок 4 подвода газа выполнен тангенциальным. A device for wet gas purification comprises a cylindrical body 1, an irrigated liquid dispenser made in the form of a
Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.
В корпус 1 газоочистителя (фиг. 1) загрязненный газ поступает через патрубок 4 подвода газа незакрученным потоком. Затем газ проходит через кольцевую щель, в которой установлен кольцевой лопаточный завихритель 8, где газовый поток закручивается. Орошающая жидкость поступает на тарельчатый элемент 2, где она образует ванну, которая раскручивается вращающимся над ней газом, и за счет центробежных сил жидкость начинает срываться в виде пленки с краев тарельчатого элемента 2 к стенке корпуса 1. Здесь пленка жидкости встречается с закрученным газовым потоком и образуется устойчивый, интенсивно вращающийся слой газожидкостной эмульсии, через который промываются поступающие в устройство газы. Очищенные газы удаляются через патрубок 5, а жидкость стекает к днищу 6 и удаляется из газоочистителя через патрубок 7. In the body 1 of the gas scrubber (Fig. 1), the contaminated gas enters through the
Таким образом, непосредственно над тарельчатым элементом создается высокоустойчивый, интенсивно вращающийся слой эмульсии, состоящий из мелких пузырей, в котором происходит интенсивный тепломассообмен между жидкой и газообразной фазами, а также необходимые реакции между газообразными компонентами и реагентами, поступающими с орошающей жидкостью, что обеспечивает глубокую очистку газов от пыли и токсичных веществ. Thus, directly above the plate element, a highly stable, intensively rotating emulsion layer is created, consisting of small bubbles, in which intense heat and mass transfer between the liquid and gaseous phases occurs, as well as the necessary reactions between gaseous components and reagents supplied with the irrigating liquid, which ensures deep cleaning gases from dust and toxic substances.
В газоочиститель (фиг. 2) загрязненный газ поступает через тангенциальный патрубок 4 подвода газов закрученным потоком и затем проходит через кольцевую щель. Далее работа газоочистителя аналогична предыдущему. The contaminated gas enters the gas scrubber (Fig. 2) through the
В газоочистителе с несколькими тарельчатыми элементами и кольцевыми лопаточными завихрителями (фиг. 3) происходит многоступенчатая промывка газов через вращающиеся слои эмульсии. После стабилизации эмульсионного слоя над верхним тарельчатым элементом 2 жидкость стекает на нижеследующую ступень, где также формируется слой вращающейся эмульсии. В этом случае орошающая жидкость может подаваться на тарельчатые элементы 2 как одной трубой 3 на верхнюю ступень, так и дополнительно несколькими боковыми трубами 3 на стенку цилиндрического корпуса 1. In a gas scrubber with several disk elements and annular scapular swirlers (Fig. 3), there is a multi-stage washing of gases through the rotating layers of the emulsion. After stabilization of the emulsion layer above the
Предлагаемые способ и устройство для мокрой очистки газов позволяют эффективно осуществлять газоочистку в трубах как малого, так и большого диаметра, повысить производительность процесса газоочистки, повысить степень газоочистки примерно на 6,5 и соответственно сократить количество выбросов пыли в 14 раз, а также снизить материалоемкость и трудозатраты на изготовление газоочистителя при очистке больших объемов газов. The proposed method and apparatus for wet cleaning of gases allows efficient gas cleaning in pipes of both small and large diameters, increasing the efficiency of the gas cleaning process, increasing the degree of gas cleaning by about 6.5 and, accordingly, reducing the amount of dust emissions by 14 times, and also reducing material consumption and labor costs for the manufacture of a gas scrubber when cleaning large volumes of gas.
Расход материалов, например стеклопластика, на изготовление предлагаемого газоочистителя производительностью 200 тыс.м3/ч дымовых газов не превышает 150 кг.The consumption of materials, such as fiberglass, for the manufacture of the proposed scrubber with a capacity of 200 thousand m 3 / h of flue gas does not exceed 150 kg.
Пример 1. Дымовые газы с исходной запыленностью 0,023 кг/нм3 и концентрацией оксида серы 0,42•10-3 кг/нм3 очищали в газоочистителе с лопаточным завихрителем в кольцевой щели (фиг. 1) с радиусом цилиндрического корпуса 1,5 м, шириной кольцевой щели 0,163 м и аэродинамическим сопротивлением кольцевой щели 1500 Па.Example 1. Flue gases with an initial dust content of 0.023 kg / nm 3 and a concentration of sulfur oxide of 0.42 • 10 -3 kg / nm 3 were purified in a gas scrubber with a blade swirler in the annular gap (Fig. 1) with a radius of a cylindrical body of 1.5 m , the width of the annular gap of 0.163 m and the aerodynamic drag of the annular gap of 1500 Pa.
Угол между вектором скорости газового потока в кольцевой щели и плоскостью поперечного сечения кольцевой щели составляет 40o (угол наклона лопаток к горизонтальной плоскости).The angle between the gas flow velocity vector in the annular gap and the plane of the cross section of the annular gap is 40 o (the angle of inclination of the blades to the horizontal plane).
Скорость газа в кольцевой щели, рассчитанная по формуле (1), равна 21,0 м/с. The gas velocity in the annular gap calculated by formula (1) is 21.0 m / s.
Расход очищаемого газа составляет 30,6 м3/с.The gas flow rate is 30.6 m 3 / s.
Загрязненный газовый поток орошали в противотоке водой (pH 7,0), содержащей гидрооксид кальция. Удельный расход воды на орошение 0,172 кг/нм3, расход гидроксида кальция 0,291•10-3 кг/нм3.The contaminated gas stream was irrigated in countercurrent with water (pH 7.0) containing calcium hydroxide. The specific consumption of water for irrigation is 0.172 kg / nm 3 , the consumption of calcium hydroxide is 0.291 • 10 -3 kg / nm 3 .
После очистки выходная запыленность очищенных газов равна 0,0437•10-3 кг/нм3, а концентрация оксида серы составила 0,039•10-4 кг/нм3. Степень пылеочистки в газоочистителе 99,81% сероочистки 90,7%
Производительность, характеризуемая скоростью газов при выходе из рабочего пространства (пенного слоя), т.е. в полном сечении аппарата, рассчитана на единицу площади и составляет 3,8 м/с.After cleaning, the output dust content of the purified gases is equal to 0.0437 • 10 -3 kg / nm 3 , and the concentration of sulfur oxide was 0,039 • 10 -4 kg / nm 3 . The degree of dust cleaning in the gas scrubber 99.81% desulfurization 90.7%
Productivity, characterized by the speed of gases at the exit from the working space (foam layer), i.e. in the full cross section of the apparatus, it is designed per unit area and is 3.8 m / s.
Пример 2. Дымовые газы с исходной запыленностью 0,027 кг/нм3 и концентрацией оксида серы 0,40•10-3 кг/нм3 очищали в газоочистителе с тангенциальным патрубком подвода газов (фиг. 2) с радиусом цилиндрического корпуса 1,55 м, шириной кольцевой щели 0,094 м и аэродинамическим сопротивлением кольцевой щели 1200 Па. Угол между вектором скорости газового потока в кольцевой щели и плоскостью поперечного сечения кольцевой щели принимается равным 45o.Example 2. Flue gases with an initial dust content of 0.027 kg / nm 3 and a sulfur oxide concentration of 0.40 • 10 -3 kg / nm 3 were purified in a gas scrubber with a tangential gas inlet (Fig. 2) with a radius of a cylindrical body of 1.55 m, the width of the annular gap of 0.094 m and the aerodynamic drag of the annular gap of 1200 Pa. The angle between the gas flow velocity vector in the annular gap and the plane of the cross section of the annular gap is taken equal to 45 o .
Скорость газа в кольцевой щели, рассчитанная по формуле (1), равна 22,8 м/с. The gas velocity in the annular gap calculated by formula (1) is 22.8 m / s.
Расход очищаемого газа составляет 30,6 м3/с.The gas flow rate is 30.6 m 3 / s.
Загрязненный газовый поток орошали в противотоке осветленной водой (pH 9,0), содержащей гидрооксид натрия. Удельный расход орошающей воды 0,185 кг/нм3, гидрооксида натрия 0,3•10-3.The polluted gas stream was irrigated in countercurrent with clarified water (pH 9.0) containing sodium hydroxide. The specific consumption of irrigation water is 0.185 kg / nm 3 , sodium hydroxide 0.3 • 10 -3 .
После очистки выходная запыленность очищенных газов равна 0,0567•10-3 кг/нм3, концентрация оксида серы - 0,08•10-3 кг/нм3.After cleaning, the output dust content of the purified gases is 0.0567 • 10 -3 kg / nm 3 , the concentration of sulfur oxide is 0.08 • 10 -3 kg / nm 3 .
Степень пылеочистки в газоочистителе 99,78% сероочистки 80,0%
Производительность, характеризуемая скоростью газов в полном сечении аппарата, рассчитана на единицу площади и составляет 3,1 м/с.The degree of dust cleaning in the gas scrubber 99.78% desulfurization 80.0%
Productivity, characterized by the gas velocity in the full cross section of the apparatus, is calculated per unit area and is 3.1 m / s.
Claims (3)
где v скорость газа в кольцевой щели, м/с;
ΔP - аэродинамическое сопротивление кольцевой щели, Па;
r радиус цилиндрического корпуса газоочистителя, м;
k эмпирический коэффициент, равный 0,528;
Φ - угол между вектором скорости газового потока в кольцевой щели и плоскостью поперечного сечения кольцевой щели, град.1. A method of wet cleaning of gases, including the supply of a gas stream to a cylindrical body of a gas scrubber, the interaction of a gas stream with a countercurrent liquid when passing it through an annular slot in a wide speed range, characterized in that the gas stream through the annular slot is twisted and gas-liquid the mixture is emulsified at a gas velocity in the annular gap defined by the dependence
where v is the gas velocity in the annular gap, m / s;
ΔP - aerodynamic drag of the annular gap, Pa;
r radius of the cylindrical body of the scrubber, m;
k empirical coefficient equal to 0.528;
Φ is the angle between the velocity vector of the gas flow in the annular gap and the plane of the cross section of the annular gap, deg.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KZ931428.1 | 1993-05-28 | ||
| KZ931426 | 1993-05-28 | ||
| KZ931426.1 | 1993-05-28 | ||
| KZ931428 | 1993-05-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94017988A RU94017988A (en) | 1996-04-10 |
| RU2086293C1 true RU2086293C1 (en) | 1997-08-10 |
Family
ID=26639595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94017988A RU2086293C1 (en) | 1993-05-28 | 1994-05-17 | Method and device for gas scrubbing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2086293C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU167822U1 (en) * | 2016-10-11 | 2017-01-10 | Эдуард Владимирович Апельганс | WET GAS CLEANING DEVICE |
| RU175029U1 (en) * | 2017-06-14 | 2017-11-16 | Александр Дмитриевич Рязановский | MULTI-CHEAP CATCH |
| RU2724780C1 (en) * | 2019-12-12 | 2020-06-25 | Мороз Максим Николаевич | Device for wet cleaning of gases |
| RU199749U1 (en) * | 2020-04-13 | 2020-09-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Шахтпожсервис" | PLANT FOR WET GAS CLEANING |
| EA037690B1 (en) * | 2020-01-21 | 2021-05-04 | Олег Парфирьевич Кочетков | Method of wet gas scrubbing and device for implementation thereof |
| EA039146B1 (en) * | 2020-10-20 | 2021-12-10 | Олег Парфирьевич Кочетков | Method for wet gas purification and device for its implementation |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI482852B (en) * | 2008-07-11 | 2015-05-01 | Fuel Tech Inc | Targeted reagent injection for slag control from combustion of coals high in iron and/or calcium |
-
1994
- 1994-05-17 RU RU94017988A patent/RU2086293C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Справочник по пыле- и золоулавливанию /Под ред. А.А.Русанова. - М.: Энергоатомиздат, 1983, с.94 - 104. 2. Авторское свидетельство СССР N 1212515, кл. B 01 D 47/04, 1986. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU167822U1 (en) * | 2016-10-11 | 2017-01-10 | Эдуард Владимирович Апельганс | WET GAS CLEANING DEVICE |
| RU175029U1 (en) * | 2017-06-14 | 2017-11-16 | Александр Дмитриевич Рязановский | MULTI-CHEAP CATCH |
| RU2724780C1 (en) * | 2019-12-12 | 2020-06-25 | Мороз Максим Николаевич | Device for wet cleaning of gases |
| EA037690B1 (en) * | 2020-01-21 | 2021-05-04 | Олег Парфирьевич Кочетков | Method of wet gas scrubbing and device for implementation thereof |
| RU199749U1 (en) * | 2020-04-13 | 2020-09-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Шахтпожсервис" | PLANT FOR WET GAS CLEANING |
| EA039146B1 (en) * | 2020-10-20 | 2021-12-10 | Олег Парфирьевич Кочетков | Method for wet gas purification and device for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94017988A (en) | 1996-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100913451B1 (en) | Method and apparatus for scrubbing gases, using mixing vanes | |
| US4272499A (en) | Process and apparatus for the removal of particulate matter and reactive or water soluble gases from carrier gases | |
| RU2086293C1 (en) | Method and device for gas scrubbing | |
| RU2635626C1 (en) | Method for wet gas purification and device for its implementation | |
| RU2163834C2 (en) | Method of wet cleaning of gases and device for its embodiment | |
| RU2541019C1 (en) | Venturi scrubber | |
| SU826942A3 (en) | Method and device for gas flow purification from impurities | |
| EP0109391B1 (en) | Gas scrubber | |
| RU2154518C2 (en) | Method of gas scrubbing and device for its embodiment | |
| EA037690B1 (en) | Method of wet gas scrubbing and device for implementation thereof | |
| RU10111U1 (en) | WET GAS CLEANING DEVICE | |
| RU2040957C1 (en) | Bubbling absorber | |
| RU10113U1 (en) | WET GAS CLEANING DEVICE | |
| SU969298A1 (en) | Apparatus for wet cleaning of gases | |
| RU2008076C1 (en) | Apparatus for cleaning gaseous outbursts | |
| RU2225248C1 (en) | Apparatus for purification of gases | |
| JPH0639240A (en) | Wet flue gas desulfurizer | |
| SU1212515A1 (en) | Foam generator | |
| RU2339435C1 (en) | Dynamic gas scrubber | |
| SU965482A1 (en) | Hydrodynamic dust and gas trap | |
| RU2680494C1 (en) | Rotation scrubber | |
| SU1713623A1 (en) | Gas filter | |
| KR100373234B1 (en) | Elimination apparatus for gas material of using bubble | |
| SU703125A1 (en) | Gas purifying device | |
| RU1768247C (en) | Scrubber chamber |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | License on use of patent |
Effective date: 20100427 |