RU2097113C1

RU2097113C1 - Gas-treatment apparatus

Info

Publication number: RU2097113C1
Application number: RU96106758A
Authority: RU
Inventors: Ю.Г. Нечаев; А.Д. Великородний; В.В. Курков; Г.П. Есипов
Original assignee: Кубанский государственный технологический университет
Priority date: 1996-04-03
Filing date: 1996-04-03
Publication date: 1997-11-27

Abstract

FIELD: gas treatment. SUBSTANCE: apparatus for scrubbing gases to remove dust and cool gases, as well as to remove fine aerosols and process and aspiration release dust, in particular, ash particles of smoke fumes from boiler plants and industrial furnaces is provided with turbulence generator made in the form of unit containing Venturi-profiled channels. The channels constituting consecutive series of Venturi profiles are formed by loosely installed a pair of horizontal profiled plates with holes in their convergent parts to locally feed liquid into channels. Installing shutter makes it possible to shut off gas supply into a part of channels thereby providing necessary condition for functioning of open channels. Shutoff gates installed on liquid entries into each channel enable shutting off supply of liquid into channels closed with respect to gas. Availability of interchannel space filled with liquid promotes cooling of channel walls. EFFECT: enhanced gas treatment efficiency. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам для мокрой очистки газов от пыли и их охлаждения и может быть использовано для улавливания мелкодисперсных аэрозолей, пыли технологических и аспирационных выбросов, в частности золовых частиц дымовых газов котельных установок и промышленных печей. The invention relates to apparatus for wet cleaning of gases from dust and their cooling and can be used to trap fine aerosols, dust from technological and aspiration emissions, in particular ash particles of flue gases from boiler plants and industrial furnaces.

Известен ряд конструкций мокрых золоуловителей [1] с трубами Вентури. A number of designs of wet ash collectors [1] with venturi tubes are known.

Несмотря на высокую эффективность очистки газов в них, им присущ ряд недостатков, одним из которых является снижение эффективности очистки при уменьшении нагрузки как по газу, так и по жидкости, что требовало создания различных конструкций элементов, регулирующих размер горловины трубы Вентури. Despite the high efficiency of gas purification in them, they have a number of drawbacks, one of which is a decrease in the purification efficiency while reducing the load on both gas and liquid, which required the creation of various designs of elements that regulate the size of the neck of the Venturi pipe.

В свою очередь, установка в трубе различных элементов ввиду возможного зарастания пылью снижает надежность работы золоуловителя. In turn, the installation of various elements in the pipe due to possible dust overgrowth reduces the reliability of the ash collector.

Известна насадочная тепломассообменная колонна по авт.св. 1766487, принятая в качестве аналога, внутри которой расположены один над другим пакеты из вертикальных пластин с профилем Вентури и расположенных перед каналами насадки распределителей жидкости. Known packed heat and mass transfer column according to auth. 1766487, adopted as an analogue, inside of which are located one above the other packages of vertical plates with a Venturi profile and located in front of the nozzle channels of the liquid distributors.

Недостатком насадки является неполное смачивание поверхности каналов при уменьшении нагрузки по фазам, что снижает эффективность работы насадки. The disadvantage of the nozzle is the incomplete wetting of the surface of the channels while reducing the load in phases, which reduces the efficiency of the nozzle.

Цель изобретения повышение надежности работы золоуловителя путем локальной подачи жидкости в конфузоры каналов и их отключения при уменьшении нагрузки и повышение эффективности очистки газов путем горизонтального расположения каналов, подачи перед каналами пара в газ и использование для очистки газа конденсационного эффекта. The purpose of the invention is to increase the reliability of the ash collector by locally supplying liquid to the channel confusers and turning them off while decreasing the load, and increasing the efficiency of gas cleaning by horizontally arranging the channels, supplying steam to the gas in front of the channels and using the condensation effect for gas cleaning.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для очистки газа снабжено генератором турбулентности, изготовленном в виде блока, содержащего каналы с профилем Вентури, причем каналы выполнены в виде последовательного ряда профилей Вентури, образованных установкой с зазором пары горизонтальных профилированных пластин с отверстиями в конфузорной части для локальной полдачи жидкости в каждый канал. Установка шибера позволяет отключать часть каналов по газу, обеспечивая оптимальный режим работы неотключенных каналов. Запорная арматура, установленная на входе жидкости в каждый канал, позволяет отключать подачу жидкости (воды) в отключенный по газу канал. This goal is achieved in that the gas purification device is equipped with a turbulence generator made in the form of a block containing channels with a Venturi profile, and the channels are made in the form of a series of Venturi profiles formed by installing a pair of horizontal profiled plates with holes in the confuser part for the local delivery of fluid to each channel. Installing the gate allows you to turn off some of the channels through the gas, providing the optimal mode of operation of unconnected channels. The shutoff valves installed at the fluid inlet to each channel allow you to turn off the fluid (water) supply to the channel disconnected by gas.

Блок генератора турбулентности имеет канальное и межканальное пространства-полости. В канальном пространстве осуществляется взаимодействие между газом и жидкостью. Межканальное пространство, заполненное жидкостью, обеспечивает равномерную подачу воды в каждый конфузор канала. The turbulence generator block has channel and inter-channel space-cavities. In the channel space, the interaction between gas and liquid is carried out. The inter-channel space filled with liquid provides a uniform supply of water to each channel confuser.

Наличие межканального пространства, заполненного жидкостью, способствует охлаждению стенок каналов и, следовательно, охлаждению газожидкостного потока, что приводит к укрупнению и агрегированию частиц твердой фазы за счет конденсации на них водяного пара. The presence of interchannel space filled with liquid helps to cool the walls of the channels and, consequently, to cool the gas-liquid flow, which leads to the enlargement and aggregation of particles of the solid phase due to condensation of water vapor on them.

Существенным отличием устройства для очистки газа является выполнение генератора турбулентности в виде блока каналов с профилем Вентури, образованных установкой с зазором пары горизонтальных профилированных пластин с отверстиями в конфузорной части, причем вплотную к выходной части блока установлен в направляющих шибер, а каналы по воде выполнен с индивидуальными запорными устройствами; кроме того, существенным отличием является заполнение межканальных полостей блока водой. A significant difference of the gas purification device is the design of a turbulence generator in the form of a block of channels with a Venturi profile, formed by installing a pair of horizontal profiled plates with holes in the confuser part with a gap, and adjacent to the outlet part of the block is installed in the slide guides, and the water channels are made with individual locking devices; in addition, a significant difference is the filling of the inter-channel cavities of the block with water.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для очистки газа, разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 schematically shows a device for gas purification, section; in FIG. 2, section AA in FIG. one; in FIG. 3 section BB in FIG. one.

Устройство для очистки газа состоит из горизонтального прямоугольного корпуса 1, газоподводящего 2 и газоотводящего 3 патрубков, шибера 4 для перекрытия газового потока, патрубка 5 подвода жидкости (воды), запорной арматуры 6 к каждому каналу, пластин 7, образующих каналы и отверстия 8 в пластинах, жалюзийного сепаратора 9 и патрубка 10 отвода шлама. Между пластинами 7 образованы заполненные жидкостью межканальные полости 11. The gas purification device consists of a horizontal rectangular housing 1, gas supply 2 and gas exhaust 3 nozzles, a gate 4 for shutting off the gas flow, a nozzle 5 for supplying liquid (water), shutoff valves 6 to each channel, plates 7, forming channels and holes 8 in the plates , a louvre separator 9 and a nozzle 10 for discharge of sludge. Between the plates 7, liquid-filled interchannel cavities 11 are formed.

Запыленный газовый поток с впрыскнутым в него паром поступает через патрубок 1 в каналы блока генератора турбулентности. Через отверстия 8 в конфузор каналов подается вода и подхваченная газовым потоком, скорость которого в горловине канала составляет 40 60 м/с, диспергируется на мелкие капли, одновременно смачивая всю поверхность каналов. Эффективность тепломассообмена в горизонтальных листовых насадках значительно выше, чем в прямоточных вертикальных (Колев Н.Н. Даракчиев Р.Д. Исследование массообмена в горизонтальной листовой насадке. ТОХТ, N 4, с.611.). Условия смачивания поверхности горизонтальных каналов лучше, чем в вертикальных, а интенсивность в каналах малой высоты значительно выше, чем в одиночных типовых каналах Вентури. В обычных канала Вентури генерируются крупномасштабные пульсации газожидкостного потока, в предлагаемых горизонтальных щелевых каналах Вентури, высота горловины которых находится в пределах 10 20 мм, генерируются мелкомасштабные пульсации, частота и амплитуда которых выше, чем в каналах большого сечения. Увеличение турбулизации газового потока способствует росту эффективности очистки. Эффективность улавливания пыли в каналах также возрастает за счет конденсационного эффекта, достигаемого вследствие охлаждения стенок каналов, при котором улавливание частиц пыли происходит путем агрегирования частиц за счет конденсации на них водяного пара. На 1 кг газа требуется расходовать 0,1 0,15 кг пара и 0,04 0,06 кг воды. Из каналов генератора турбулентности газожидкостный поток поступает в жалюзийный сепаратор 9, где под действием сил инерции на стекающей по пластинам сепаратора пленке происходит дополнительная очистка газа. После прохождения через жалюзийный сепаратор очищенный газ через патрубок 3 подается в газоход для выброса через трубу в атмосферу. Загрязненная жидкость в виде шлама через патрубок 10 подается на отстой в шламосборник. A dusty gas stream with steam injected into it enters through the pipe 1 into the channels of the turbulence generator unit. Through openings 8, water is supplied to the channel confuser and picked up by a gas stream, the speed of which in the neck of the channel is 40-60 m / s, is dispersed into small drops, while wetting the entire surface of the channels. The efficiency of heat and mass transfer in horizontal leaf nozzles is significantly higher than in direct-flow vertical nozzles (Kolev NN Darakchiev RD Study of mass transfer in a horizontal leaf nozzle. TOKhT, N 4, p.611.). The conditions for wetting the surface of horizontal channels are better than in vertical ones, and the intensity in channels of low height is much higher than in single standard Venturi channels. In conventional Venturi channels, large-scale gas-liquid flow pulsations are generated, in the proposed horizontal venturi slotted channels, the neck height of which is in the range of 10 to 20 mm, small-scale pulsations are generated, the frequency and amplitude of which are higher than in large cross-section channels. Increased turbulization of the gas stream contributes to an increase in cleaning efficiency. The efficiency of dust collection in the channels also increases due to the condensation effect achieved by cooling the walls of the channels, in which dust particles are collected by aggregation of particles due to condensation of water vapor on them. For 1 kg of gas, it is required to spend 0.1 0.15 kg of steam and 0.04 0.06 kg of water. From the channels of the turbulence generator, the gas-liquid flow enters the louvre separator 9, where additional gas purification takes place under the action of inertia forces on the film flowing down the separator plates. After passing through the louvre separator, the purified gas through the pipe 3 is fed into the duct for discharge through the pipe into the atmosphere. Contaminated liquid in the form of sludge through the pipe 10 is fed to the sludge in the sludge collector.

Скорость газа в устройстве во входном патрубке должна быть не менее 8 - 10 м/с, что соответствует скорости дымовых газов в газоходах котлов и печей. The gas velocity in the device in the inlet pipe must be at least 8 - 10 m / s, which corresponds to the speed of the flue gases in the gas ducts of boilers and furnaces.

Если в процессе эксплуатации производительность по газу снижается, то для обеспечения высокой эффективности очистки, связанной с сохранением оптимальных расходов газа и воды через каналы, шибером 4 отключается необходимое количество каналов с одновременным отключением подачи воды запорной арматурой 6. If during the operation the gas productivity decreases, then to ensure high cleaning efficiency associated with maintaining the optimal gas and water flow through the channels, the required number of channels is turned off with a gate 4 while the water supply is shut off by shutoff valves 6.

Прямоугольная форма корпуса устройства для очистки газа целесообразна тем, что газоходы котельных установок и промпечей в основном выполняются прямоугольными, наземными, что упрощает монтаж устройства для очистки газа и его эксплуатацию. The rectangular shape of the body of the device for gas purification is advisable in that the flues of boiler plants and industrial furnaces are mainly rectangular, ground, which simplifies the installation of the device for gas purification and its operation.

При необходимости устройство для очистки газа можно выполнять вертикальными, с соответствующим инженерным решением сбора шлама. If necessary, the device for gas purification can be performed vertically, with the appropriate engineering solution for collecting sludge.

Таким образом, предлагаемое устройство для очистки газа позволяет значительно расширить диапазон рабочих скоростей по газу и повысить надежность работы за счет регулирования количества работающих каналов и повысить эффективность очистки за счет использования горизонтального положения каналов и конденсационного эффекта. Thus, the proposed device for gas purification can significantly expand the range of operating speeds for gas and increase the reliability by controlling the number of working channels and increase the cleaning efficiency by using the horizontal position of the channels and the condensation effect.

Claims

1. A device for gas purification, comprising a horizontal rectangular housing, nozzles for supplying and discharging gas and liquid, a turbulence generator containing channels made in the form of a series of Venturi pipes formed by an installation with a gap of a pair of profiled plates, characterized in that the profiled plates, the venturi-forming tubes are installed horizontally, the confuser part of the plates is made with holes, and inter-channel cavities filled with liquid are formed between the plates.

2. The device according to claim 1, characterized in that close to the input part of the turbulence generator, a flat vertical slide is installed in the rails.

3. The device according to claim 1, characterized in that at the fluid inlet to each channel is installed shutoff valves.