RU2135265C1

RU2135265C1 - Gear for gas scrubbing

Info

Publication number: RU2135265C1
Application number: RU98106202A
Authority: RU
Inventors: Ю.Г. Нечаев; Г.П. Есипов; Е.М. Михальчук
Original assignee: Кубанский государственный технологический университет
Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 1999-08-27

Abstract

FIELD: equipment for scrubbing of gases from finely dispersed solid particles in various branches of industry. SUBSTANCE: disadvantage of known designs consists in incomplete wetting of surfaces of conduits and possibility of choking of stagnant sections with dust. Invention is intended for increased efficiency of scrubbing by way of complete and uniform wetting of surfaces of conduits and liquidation of stagnant sections. In agreement with invention surfaces of spiral conduits are made corrugated in longitudinal direction and final part of conduit carries downgoing spiral plate. Spraying fluid is atomized into gas stream in inlet branch pipe. Spiral extension piece can single- or multistart. EFFECT: increased efficiency of gas scrubbing. 3 cl, 5 dwg

Description

Устройство предназначено для мокрой очистки газа под взвешенных частиц, абсорбции вредных примесей и может быть использовано в пищевой, химической, металлургической и других отраслях промышленности, в частности для очистки дымовых газов промышленных котельных от твердых частиц (летучей золы, сажи). The device is designed for wet gas purification under suspended particles, absorption of harmful impurities and can be used in food, chemical, metallurgical and other industries, in particular for purification of flue gases from industrial boiler rooms from solid particles (fly ash, soot).

Известен ряд устройств для мокрой очистки газов, например а.с. 1033165 B 01 D 47/06, а.с. 405559 B 01 D 3/30, а.с. 428765 B 01 D 47/06, а.с. 1456201 B 01 D 47/06. A number of devices for wet gas purification are known, e.g. 1033165 B 01 D 47/06, a.s. 405559 B 01 D 3/30, a.s. 428765 B 01 D 47/06, a.s. 1456201 B 01 D 47/06.

Известен аппарат для проведения процессов массообмена (а.с. 405559), контактное устройство которого выполнено в виде спирали Архимеда, дополненное контактным устройством в виде перфорированной ленты с перетеканием жидкости через отверстия в основаниях. Основной недостаток аппарата - зарастание пылью переточных отверстий. A known apparatus for conducting mass transfer processes (a.s. 405559), the contact device of which is made in the form of an Archimedes spiral, supplemented by a contact device in the form of a perforated tape with fluid flowing through holes in the bases. The main disadvantage of the apparatus is the overgrowth of dust overflow holes.

Известен массообменный аппарат (а.с. 921190), контактным устройством которого является спиральный элемент, который для обеспечения стабильности гидродинамического режима снабжен наклонными лопатками, с помощью которых жидкость перетекает с одного витка спирали на другой. Аппарат технологически сложен и имеет ряд застойных зон, где возможно зарастание его пылью. Known mass transfer apparatus (AS 921190), the contact device of which is a spiral element, which is provided with inclined blades to ensure stability of the hydrodynamic regime, with which the fluid flows from one coil of the spiral to another. The device is technologically complex and has a number of stagnant zones where dust can overgrow it.

Известно устройство для мокрой очистки газов (а.с. 1033165) со спиральной насадкой, орошаемой сверху по всей длине спирали с помощью перфорированной трубы, однако этот способ не может обеспечить равномерное стабильное смачивание всей поверхности спирали, при этом возможно оголение участков спирали и нарастание на них пыли. A device for wet cleaning of gases (a.s. 1033165) with a spiral nozzle irrigated from above along the entire length of the spiral using a perforated pipe, however, this method cannot provide uniform stable wetting of the entire surface of the spiral, while it is possible to expose sections of the spiral and increase by dust them.

Этим же недостатком обладает и устройство для мокрой очистки газов (а.с. 1456201), оборудованное спиральной насадкой с верхней оросительной трубой. A device for wet gas purification (a.s. 1456201), equipped with a spiral nozzle with an upper irrigation pipe, also has the same drawback.

Известно устройство для мокрой очистки газа (а.с. 428765), принятое в качестве прототипа, содержащее спиральный насадок, образующий гладкий спиральный канал с перегородками в нижней части, с помощью которых жидкость эжектируется и распыливается в спиральный канал. Недостатком конструкции является неполное смачивание верхней части канала, особенно на входном для газа участке, что снижает эффективность пылеулавливания. A device for wet gas cleaning (AS 428765), adopted as a prototype, containing a spiral nozzle, forming a smooth spiral channel with partitions in the lower part, with which the liquid is ejected and sprayed into the spiral channel. The design drawback is the incomplete wetting of the upper part of the channel, especially at the gas inlet section, which reduces the dust collection efficiency.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки газа путем полного и равномерного смачивания поверхности канала и ликвидации застойных зон, а также создания высокоскоростного прямоточного режима течения фаз, при котором эффективность пылеулавливания возрастает за счет возникновения мелкомасштабных пульсаций газового потока. The purpose of the invention is to increase the efficiency of gas purification by completely and uniformly wetting the channel surface and eliminating stagnant zones, as well as creating a high-speed direct-flow mode of phase flow, in which the dust collection efficiency increases due to the occurrence of small-scale pulsations of the gas stream.

Указанная цель достигается тем, что поверхность спиральных каналов выполнена гофрированной в продольном направлении, а в конечной части спиральный канал снабжен закрепленной на нем нисходящей спиральной пластиной. This goal is achieved by the fact that the surface of the spiral channels is made corrugated in the longitudinal direction, and in the final part the spiral channel is equipped with a downward spiral plate fixed to it.

Под высокоскоростным гидродинамическим режимом понимается скорость движения газа более 20-30 м/с, при которой в газовой фазе возникают трехмерные мелкомасштабные пульсации, передающиеся твердым частицам, что способствует увеличению скорости их осаждения на каплях и текущей пленке жидкости. Форма канала и способ подачи жидкости, а также скорость газа обеспечивает равномерное движения двухфазного потока вдоль всей поверхности канала без ее оголения и зарастания пылью. High-speed hydrodynamic regime means a gas velocity of more than 20-30 m / s, at which three-dimensional small-scale pulsations appear in the gas phase, which are transmitted to solid particles, which contributes to an increase in the rate of their deposition on droplets and the current liquid film. The shape of the channel and the method of supplying the liquid, as well as the gas velocity, ensure uniform movement of the two-phase flow along the entire surface of the channel without exposing it to dust and overgrowing.

Установка в конечной части канала нисходящей спиральной пластины способствует сепарации двухфазного потока и удалению газа из аппарата без брызг. Installation in the end of the channel of the downward spiral plate helps to separate the two-phase flow and remove gas from the apparatus without spray.

Существенным отличием является то, что спиральный канал выполнен гофрированным в продольно направлении, а в центральной части снабжен закрепленной на нем нисходящей спиральной пластиной, обеспечивающей сепарацию газожидкостного потока. A significant difference is that the spiral channel is made corrugated in the longitudinal direction, and in the central part it is equipped with a downward spiral plate fixed to it, which ensures the separation of the gas-liquid flow.

На фиг. 1 схематически изображен продольный разрез устройства для очистки газов; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - одиночный спиральный канал; на фиг. 4 - сечение многозаходного спирального канала; на фиг. 5 - сечение многозаходного канала повышенной эффективности. In FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a gas purification apparatus; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1; in FIG. 3 - single spiral channel; in FIG. 4 is a cross section of a multi-helix channel; in FIG. 5 is a cross-sectional view of a multi-feed channel of increased efficiency.

Устройство для мокрой очистки газа состоит из цилиндрического корпуса 1 со спиральной насадкой 2, образованной гофрированным спиральным каналом для прохода газа и жидкости, тангенциального входного патрубка 3 для ввода очищаемого газа, в котором расположено устройство для распыления жидкости 4 (форсунки), нисходящий спиральной пластины 5, патрубка для выхода очищенного газа 6, патрубка для выхода шлама 7 и крышки устройства 8. The device for wet gas purification consists of a cylindrical body 1 with a spiral nozzle 2 formed by a corrugated spiral channel for gas and liquid passage, a tangential inlet pipe 3 for introducing the gas to be purified, in which there is a device for spraying liquid 4 (nozzles), a downward spiral plate 5 , a pipe for the outlet of the purified gas 6, a pipe for the outlet of the sludge 7 and the cover of the device 8.

Спиральный насадок может быть выполнен однозаходным (фиг. 3) или многозаходным (фиг. 4), исходя из того, то ширина канала для прохода газа должна быть 30-60 мм. С целью получения наибольшей поверхности контакта фаз насадок может быть выполнен многозаходным из плотно установленных листов насадка, соприкасающихся один с другим вершинами гофр (фиг. 5). The spiral nozzle can be made single-use (Fig. 3) or multi-way (Fig. 4), based on the fact that the width of the channel for the passage of gas should be 30-60 mm In order to obtain the largest contact surface of the phases of the nozzles, it can be made multi-start from tightly installed sheets of the nozzle in contact with one another of the corrugation vertices (Fig. 5).

Спиральный насадок закрепляют на крышке 8 и погружают нижней частью в жидкость, заполняющую корпус до уровня, необходимого для создания гидравлического затвора. The spiral nozzle is fixed on the cover 8 and immersed with the lower part in the liquid filling the housing to the level necessary to create a hydraulic shutter.

Нисходящая спиральная пластина имеет ширину 30-50 мм и обеспечивает под действием центробежных сил направленное вниз стекание жидкости. The downward spiral plate has a width of 30-50 mm and provides under the action of centrifugal forces directed downward flow of liquid.

Устройство для очистки газа работает следующим образом. A device for gas purification works as follows.

Подлежащие очистке газы подаются через тангенциальный входной патрубок 3 в спиральный канал, образуемый корпусом аппарата, спиральным насадком и поверхностью жидкости, заполняющей корпус до требуемого уровня. Для полного смачивания поверхности каналов жидкость через устройство для распыления жидкости 4, расположенное во входном патрубке 3 подается в газовый поток и в диспергированном виде вместе с газом поступает в насадок. При этом улавливание частиц пыли диспергированной жидкостью начинается уже в патрубке. Попадая в спиральный канал жидкость и частицы пыли под действием центробежных сил отбрасываются на станку канала, при этом жидкость образует на поверхности канала пленку, движущуюся под действием силы трения газового потока о жидкость от периферии к центру по впадинам гофрированных каналов, поскольку при больших скоростях газа (20-30 м/с) силы трения значительно превышают гравитационные. При этом вследствие сил поверхностного натяжения смачиваются и вершины гофр, то есть смачивается вся поверхность канала. The gases to be cleaned are fed through the tangential inlet pipe 3 into a spiral channel formed by the apparatus body, the spiral nozzle and the surface of the liquid filling the housing to the required level. To completely wet the surface of the channels, the liquid through the device for spraying liquid 4 located in the inlet pipe 3 is fed into the gas stream and in a dispersed form along with the gas enters the nozzle. In this case, the capture of dust particles by dispersed liquid begins already in the nozzle. When liquid and dust particles get into the spiral channel under the action of centrifugal forces, they are discarded onto the channel machine, while the liquid forms a film on the channel surface, moving under the action of the friction force of the gas flow from the liquid from the periphery to the center along the valleys of the corrugated channels, since at high gas velocities ( 20-30 m / s) friction forces significantly exceed gravitational. In this case, due to surface tension forces, the corrugation tops are also wetted, that is, the entire surface of the channel is wetted.

Вследствие высокой скорости газа в нем возникают трехмерные пульсации, воздействующие на частицы пыли и интенсифицирующие процесс их осаждения на поверхность движущейся пленки жидкости. Высокая скорость газожидкостного потока препятствует зарастанию стенки канала пылью. Уловленная пыль вместе с каплями жидкости стекает под действием центробежных сил вниз в сборник шлама. В образованном нисходящей спиральной пластиной канале двухфазный поток движется вниз, где капли жидкости осаждаются на свободной поверхности шламосборника, а очищенный газ поднимается по центру аппарата вверх к патрубку для вывода газа. Due to the high gas velocity, three-dimensional pulsations arise in it, affecting dust particles and intensifying the process of their deposition on the surface of a moving liquid film. The high gas-liquid flow rate prevents dust from blocking the channel wall. The trapped dust, along with drops of liquid, flows down under the action of centrifugal forces into the sludge collector. In a channel formed by a descending spiral plate, a two-phase flow moves down, where liquid droplets precipitate on the free surface of the sludge collector, and the purified gas rises in the center of the apparatus up to the gas outlet pipe.

Claims

1. A device for cleaning gases, comprising a cylindrical body with tangential inlet and outlet nozzles for gas, a nozzle for the exit of sludge, a spiral nozzle mounted inside the housing, forming a spiral channel, a device for spraying liquid, characterized in that the surface of the channel is corrugated in longitudinal direction, and in the final part the channel is equipped with a downward spiral plate fixed to it.

2. The device according to claim 1, characterized in that the spiral nozzles are made single.

3. The device according to claim 1, characterized in that the spiral nozzle is multi-start, while to obtain the maximum contact surface of the phases, the corrugated sheets of the nozzle are installed tightly in contact with one another of the corrugation vertices.

4. The device according to claim 1, characterized in that the device for spraying liquid is installed in the inlet pipe for gas at a distance from the entrance to the nozzle channel.