RU2124385C1

RU2124385C1 - Scrubber for energy-process treatment of gases

Info

Publication number: RU2124385C1
Application number: RU96104132A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Кулешов; Олег Фомич Лапин
Original assignee: Михаил Иванович Кулешов
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1999-01-10

Abstract

FIELD: scrubbing and utilization of heat of hot dust-laden gases with use of liquid as washing agent; may be used in manufacture of building materials, in chemical, metallurgical and other industries. SUBSTANCE: scrubber is designed for various gas output with preservation of optimal engineering and operation parameters. It includes body with inlet and outlet pipes, supporting-and-distributing grate, built-in nozzle for supply of liquid and drip pan in body upper part. Built-in nozzle is made of two and more sections of heat exchanger. Sections overall dimensions and performance characteristics correspond to base section of heat exchanger and connected in parallel. Heat exchangers are separated from one another by horizontal corridors whose lower part is hydroseal. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к мокрой очистке и утилизации теплоты запыленных горячих газов с использованием жидкости в качестве промывающего агента и может быть использовано в промышленности строительных материалов, химической, металлургической и других отраслях народного хозяйства. Известно устройство для энерготехнологической обработки газов, содержащее корпус, частично заполненный жидкостью, с входным и выходным патрубками, газораспределительную решетку, газораспределительный элемент, выполненный из многоярусных рядов труб. The invention relates to wet cleaning and heat recovery of dusty hot gases using a liquid as a washing agent and can be used in the construction materials industry, chemical, metallurgical and other industries. A device for energy-technological processing of gases, comprising a housing partially filled with liquid, with inlet and outlet nozzles, a gas distribution grill, a gas distribution element made of multi-tiered rows of pipes.

Очищенный газ поступает под газораспределительную решетку и, вытеснив часть жидкости через отверстия решетки, образует над ней слой высокотурбулизированной пены, в котором происходит очистка газа и тепломассообменные процессы с помощью распределительного элемента, выполненного из труб, в которые подается жидкость для отбора тепла от очищаемых газов (см. авт. св. СССР N 1414427, кл. B 01 D 47/04 - аналог). The purified gas enters under the gas distribution grill and, having displaced part of the liquid through the holes of the grill, forms a layer of highly turbulent foam over it, in which gas is cleaned and heat and mass transfer processes using a distribution element made of pipes into which liquid is supplied to collect heat from the gases to be cleaned ( see ed. St. USSR N 1414427, class B 01 D 47/04 - analogue).

Недостатками этого устройства являются как относительно низкая степень газоочистки вследствие низких (2 - 2,5 м/с) скоростей газа и неравномерного поступления жидкости по площади решетки, так и высокое (1600 - 2100 Па) гидравлическое сопротивление. The disadvantages of this device are both a relatively low degree of gas purification due to low (2 - 2.5 m / s) gas velocities and uneven fluid flow over the grating area, and high (1600 - 2100 Pa) hydraulic resistance.

Наиболее близким по технической сущности является скруббер энерготехнологической обработки горячих газов, включающий корпус с входным и выходным патрубками, опорно-распределительную решетку, встроенную насадку, устройство для подачи жидкости и каплеуловитель в верхней части корпуса (см. патент N 1834692, кл. B 01 D 47/04, 1993). The closest in technical essence is a scrubber for energy-technological processing of hot gases, including a housing with inlet and outlet nozzles, a support and distribution grid, an integrated nozzle, a fluid supply device and a droplet eliminator in the upper part of the housing (see patent N 1834692, class B 01 D 47/04, 1993).

Это устройство повышает степень очистки запыленных горячих газов и одновременно уменьшает гидравлическое сопротивление за счет обеспечения устройству работы в режиме эмульгирования. Однако изменение производительности по газу изменяет геометрические и технико-эксплуатационные параметры аппарата, что приводит к необходимости проведения новых технико-эксплуатационных, конструкторских расчетов устройства, а порою даже исследовательских работ. Это, в свою очередь, приводит к неоправданным затратам при создании устройства с другой производительностью. This device increases the degree of purification of dusty hot gases and at the same time reduces the hydraulic resistance by ensuring the device works in emulsification mode. However, a change in gas productivity changes the geometric and technical and operational parameters of the apparatus, which leads to the need for new technical and operational, design calculations of the device, and sometimes even research. This, in turn, leads to unjustified costs when creating a device with a different performance.

Цель изобретения - создание скрубберов энерготехнологической обработки газов на различные производительности по газу с сохранением оптимальных технико-эксплуатационных параметров. The purpose of the invention is the creation of scrubbers for energy-technological processing of gases for various gas capacities while maintaining optimal technical and operational parameters.

Для достижения поставленной цели в известном скруббере энерготехнологической обработки газов, включающем корпус с входным и выходным патрубками, опорно-распределительную решетку, встроенную насадку, устройство для подачи жидкости и каплеуловитель в верхней части корпуса, встроенная насадка выполнена из двух и более секций теплообменника, габариты и технико-эксплуатационные характеристики которых соответствуют базовой секции теплообменника, их подключение выполнено параллельным, причем теплообменники между собой разделены горизонтальными коридорами, нижняя часть которых представляет собой гидрозатвор. To achieve this goal in a well-known scrubber of energy-technological gas treatment, including a housing with inlet and outlet nozzles, a support and distribution grid, an integrated nozzle, a liquid supply device and a droplet eliminator in the upper part of the housing, an integrated nozzle is made of two or more sections of the heat exchanger, dimensions and technical and operational characteristics of which correspond to the base section of the heat exchanger, their connection is parallel, and the heat exchangers are separated by tal corridors, the lower part of which is a water seal.

Размеры базовой секции теплообменника выбираются из условия оптимальной эффективности по всем технико-эксплуатационным параметрам и максимально высокой технологичности. The dimensions of the base section of the heat exchanger are selected from the conditions of optimal efficiency for all technical and operational parameters and the highest technological effectiveness.

Сущность предлагаемого изобретения сводится к обеспечению сохранности оптимальной высоты и других параметров гидрогазодинамического слоя над поверхностью секций теплообменников при различной производительности скруббера. The essence of the invention is to ensure the preservation of the optimal height and other parameters of the hydrodynamic layer above the surface of the heat exchanger sections at different scrubber capacities.

Оптимальная эффективность по всем технико-эксплуатационным параметрам определяется из условия максимальной эффективности обеспыливания газов и сорбционных процессов при минимальных энергозатратах и габаритах. The optimal efficiency for all technical and operational parameters is determined from the conditions of maximum efficiency of dust removal of gases and sorption processes with minimal energy consumption and dimensions.

Максимально высокая технологичность определяется габаритами базовой секции теплообменника, которые позволяют использовать имеющиеся производственные площади, подъемные устройства и технологическое оборудование того или иного завода (цеха, участка). Выполнение подключений секций теплообменников параллельным позволяет сохранить оптимальной высоту гидрогазодинамического слоя над поверхностью секций теплообменников при различной производительности скруббера. The maximum processability is determined by the dimensions of the base section of the heat exchanger, which allow the use of existing production facilities, lifting devices and technological equipment of a particular plant (workshop, site). Making the connections of the heat exchanger sections parallel allows you to maintain the optimum height of the hydrodynamic layer above the surface of the heat exchanger sections at different scrubber capacities.

Разделение секций теплообменников между собой горизонтальными коридорами, обеспечивает равномерный отвод промывающей жидкости, а наличие в нижней части коридора гидрозатвора не позволяет необработанным газам поступать в выходную часть скруббера. The separation of the sections of the heat exchangers among themselves by horizontal corridors ensures uniform drainage of the washing liquid, and the presence of a water seal in the lower part of the corridor does not allow untreated gases to enter the outlet of the scrubber.

Выполнение встроенной насадки из двух и более секций теплообменника не изменяет технико-эксплуатационных характеристик скруббера, так как гидрогазодинамический слой над поверхностью секций теплообменников при различной производительности скруббера свою высоту сохраняет оптимальной. The implementation of the built-in nozzle from two or more sections of the heat exchanger does not change the technical and operational characteristics of the scrubber, since the hydro-gas-dynamic layer above the surface of the heat exchanger sections at different scrubber capacities maintains its optimum height.

Предлагаемый скруббер энерготехнологической обработки газов показан на чертежах. На фиг. 1 показан осевой разрез, на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1. The proposed scrubber energy technology processing of gases shown in the drawings. In FIG. 1 shows an axial section, FIG. 2 is a section along AA of FIG. 1.

Скруббер состоит из корпуса 1, частично заполненного жидкостью, входного патрубка 2 для ввода загрязненного газа и выходного патрубка 3 для выхода очищенного газа. Внутри корпуса 1, в проточной части, размещены форсунки 4 диспергирования промывающей жидкости, над которыми установлена опорно-распределительная решетка 5 и выше нее - встроенная насадка 6, состоящая из двух и более секций 7 теплообменника, выполненных из горизонтальных рядов плоскоовальных пластин или труб, расположенных в шахматном порядке; габариты и технико-эксплуатационные характеристики каждой секции 7 соответствуют базовой секции теплообменника, а подключение секций 7 теплообменника между собой выполнено параллельным по газовому потоку. Секции 7 теплообменника разделены между собой горизонтальными коридорами 8, обеспечивающими локальный и равномерный отвод промывающей жидкости. The scrubber consists of a housing 1 partially filled with liquid, an inlet pipe 2 for introducing contaminated gas and an outlet pipe 3 for exiting the purified gas. Inside the body 1, in the flowing part, nozzles 4 for dispersing the washing liquid are placed, above which a support distribution grid 5 and above it are installed - an integrated nozzle 6, consisting of two or more sections of the heat exchanger 7, made of horizontal rows of plane-oval plates or pipes located staggered; the dimensions and technical and operational characteristics of each section 7 correspond to the base section of the heat exchanger, and the connection of sections 7 of the heat exchanger to each other is made parallel in gas flow. Section 7 of the heat exchanger is divided among themselves by horizontal corridors 8, providing local and uniform drainage of the washing fluid.

Нижняя часть горизонтального коридора 8 представляет собой гидрозатвор 9, который не позволяет необработанным газам проникать в выходную часть скруббера. Над проточной частью установлена сепарационная часть 10, содержащая каплеуловитель 11 с переливными трубками 12 возврата промывающей жидкости. К напорному трубопроводу 13 подачи промывающей жидкости и к коллектору форсунок 4 присоединен патрубок 14 отвода части промывающей жидкости на регенерацию, а к всасывающему трубопроводу промывающей жидкости из нижней части корпуса 1 подсоединен патрубок 15 подпитки промывающей жидкости и возврата ее после регенерации. The lower part of the horizontal corridor 8 is a water trap 9, which prevents untreated gases from entering the outlet of the scrubber. A separation part 10 is installed above the flowing part, containing a droplet eliminator 11 with overflow tubes 12 for returning the washing liquid. A nozzle 14 for withdrawing part of the washing liquid for regeneration is connected to the pressure pipe 13 for supplying the washing liquid and to the nozzle manifold 4, and a pipe 15 for feeding the washing liquid and returning it after regeneration is connected to the suction pipe of the washing liquid from the lower part of the housing 1.

Геометрические параметры сечения проточной части корпуса 1 форсунок 4, распределительной решетки, встроенной насадки, состоящей из секций 7 теплообменника, а также их взаимное расположение по высоте определяются условиями требуемого диспергирования промывающей жидкости, создания газожидкостной эмульсии с равномерной структурой на распределительной решетке 5 и во встроенной насадке, отвечающими высокой степени очистки запыленных горячих газов и утилизации их теплоты. Устройство работает следующим образом. Очищаемый газ через входной патрубок 2 поступает в проточную часть корпуса 1 под коллектор форсунок 4 диспергирования промывающей жидкости, где производится предварительная очистка запыленного газа в факелах диспергированной промывающей жидкости, после чего очищаемый газ проходит через распределительную решетку 5, образуя на ней и выше, во встроенной насадке, выполненной из секций 7 теплообменника, высокотурбулизированную газожидкостную эмульсию, в которой происходит дальнейшая очистка газа и тепломассообменные процессы, а также процессы конденсации водяных паров в случае, когда секции 7 выполнены из плоскоовальных труб, по которым протекает чистый теплоноситель, утилизирующий тепло очищаемых газов. В сепарационной части 10 скорость газа уменьшается и происходит отделение газа от промывающей жидкости, которая поступает в коридоры 8 с гидрозатворами 9 и далее возвращается в нижнюю часть корпуса 1. Очищенный газ проходит через каплеуловитель 11, отделяясь от выносимых капель, которые стекают по переливным трубкам 12. The geometric parameters of the cross-section of the flowing part of the housing 1 of the nozzles 4, the distribution grid, the integrated nozzle, consisting of sections 7 of the heat exchanger, as well as their relative height are determined by the conditions for the required dispersion of the washing liquid, the creation of a gas-liquid emulsion with a uniform structure on the distribution grid 5 and in the integrated nozzle corresponding to a high degree of purification of dusty hot gases and utilization of their heat. The device operates as follows. The cleaned gas through the inlet pipe 2 enters the flow part of the housing 1 under the manifold of nozzles 4 for dispersing the washing liquid, where the dusty gas is preliminarily cleaned in flares of the dispersed washing liquid, after which the gas to be cleaned passes through the distribution grid 5, forming on it and higher, in the built-in a nozzle made of sections 7 of the heat exchanger, a highly turbulized gas-liquid emulsion in which further gas purification and heat and mass transfer processes occur, as well as ssy condensation of water vapor in the case where the sections 7 are made of flat oval tubes through which coolant flows pure dispose heat the cleaned gases. In the separation part 10, the gas velocity decreases and gas is separated from the washing liquid, which enters the corridors 8 with hydraulic locks 9 and then returns to the lower part of the housing 1. The purified gas passes through the drip trap 11, separating from the carried out droplets that flow down the overflow pipes 12 .

Очищенный газ удаляется из аппарата через выходной патрубок 3. С помощью циркуляционного насоса и трубопровода 13 осуществляется непрерывная подача промывающей жидкости из нижней части корпуса 1 к коллектору с форсунками 4, диспергирования промывающей жидкости. Часть промывающей жидкости непрерывно или периодически отводится через патрубок 14 на регенерацию - отделение твердой фазы, уловленной из газа, на десорбцию или на извлечение растворимых компонентов, поступивших из газа и выщелоченных из твердой фазы. Для восполнения потерь промывающей жидкости, затраченных на испарение и регенерацию, по патрубку 15 непрерывно или периодически осуществляется подпитка. The purified gas is removed from the apparatus through the outlet pipe 3. Using a circulation pump and a pipe 13, a continuous supply of flushing fluid from the lower part of the housing 1 to the manifold with nozzles 4 is carried out, dispersing the flushing fluid. A portion of the washing liquid is continuously or periodically diverted through the nozzle 14 for regeneration — separation of the solid phase trapped from the gas, desorption or extraction of soluble components from the gas and leached from the solid phase. To make up for the loss of flushing fluid spent on evaporation and regeneration, the nozzle 15 is continuously or periodically fed.

Claims

A scrubber for energy-technological gas treatment, including a housing with inlet and outlet nozzles, a support distribution grid, an integrated nozzle, a liquid supply device and a droplet eliminator in the upper part of the housing, characterized in that the integrated nozzle is made of two or more sections of the heat exchanger, their connection is made parallel moreover, the heat exchangers are separated by horizontal corridors, the lower part of which is a water seal.