RU2277960C2

RU2277960C2 - Gas-washing device

Info

Publication number: RU2277960C2
Application number: RU2004116417/15A
Authority: RU
Inventors: Олег В чеславович Неганов (RU); Олег Вячеславович Неганов; Марина Александровна Неганова (RU); Марина Александровна Неганова; Александр Михайлович Силантьев (RU); Александр Михайлович Силантьев; Сергей Александрович Силантьев (RU); Сергей Александрович Силантьев; Галина Борисовна Яковенко (RU); Галина Борисовна Яковенко
Original assignee: Александр Михайлович Силантьев
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2006-06-20
Also published as: RU2004116417A

Abstract

FIELD: gas refining industry; production of the gas-washing devices.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of gas refining industry, in particular, to refining of gases from metals dust suspension, finely dispersive, liophobic, oleophobic and other suspended particles of dust, and also for neutralization of sulfuric anhydride, nitrogen oxides and oxides of carbon, tritium, krypton-85, and other toxic gases, by means of the wet dust-catchers. The gas-washing device includes the hopper, the drip-catcher with the deflector-damper and the flushing shaft. In the flushing shaft there are metallic scaffolds mounted inclined or horizontally and made out of the magnetic material, after magnetization of which the magnetic fields are formed. The magnetic material represents the soft magnetic perforated iron, after magnetization of which the focalizing magnetic fields of high energy are formed, and the hydraulic resistance of the gas-washing device compounds of no more than 100 mm of the water lift. The invention allows to increase effectiveness of the gases refining and to reduce the hydraulic resistance of the gas-washing device.

EFFECT: the invention allows to increase effectiveness of the gases refining and to reduce the hydraulic resistance of the gas-washing device.

2 dwg

Description

Устройство относится к области очистки газов от взгонов металла, тонкодисперсной, лиофобной, олеофобной и других взвешенных частиц пыли, а также для нейтрализации серного ангидрида, окидов азота и углерода, трития, криптона-85 и других токсичных газов с помощью мокрых пылеуловителей, и может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности.The device relates to the field of gas purification from sublimates of metal, fine, lyophobic, oleophobic and other suspended dust particles, as well as to neutralize sulfuric anhydride, nitrogen and carbon oxides, tritium, krypton-85 and other toxic gases using wet dust collectors, and can be used in metallurgical, chemical and other industries.

Известны газопромыватели по авторскому свидетельству SU 341508 и по патенту JP 42-2677, 1964, состоящие из вертикального корпуса с входным и выходным патрубками, внутри которого расположены в шахматном порядке по высоте наклонные полки.Known scrubbers according to the copyright certificate SU 341508 and according to the patent JP 42-2677, 1964, consisting of a vertical housing with inlet and outlet nozzles, inside of which inclined shelves are staggered in height.

К недостаткам известных газопромывателей следует отнести недостаточную эффективность его действия при очистке газов от тонко дисперсной, олеофобной пыли, взгонов металла, высокое гидравлическое сопротивление, достигающее 300 и более мм вод. столба, полки немагнитны и стационарно закрепляются и, следовательно, гидравлическое сопротивление аппарата также фиксируется стационарно, шахта устанавливается вертикально.The disadvantages of the known scrubbers include the insufficient effectiveness of its action when cleaning gases from finely dispersed, oleophobic dust, metal sublimates, high hydraulic resistance, reaching 300 mm or more water. the column, the shelves are non-magnetic and stationary fixed and, therefore, the hydraulic resistance of the apparatus is also fixed stationary, the shaft is installed vertically.

Предложенный газопромыватель устраняет указанные недостатки.The proposed gas washer eliminates these disadvantages.

Газопромыватель для очистки газов от пыли и нейтрализации токсичных газов состоит из бункера, каплеуловителя с дефлектором-успокоителем и промывочной шахты. В промывочной шахте наклонно или горизонтально установлены металлические полки из магнитного материала, при намагничивании которого создаются магнитные поля. Магнитный материал представляет собой магнитомягкое перфорированное железо, при намагничивании которого создаются фокусирующие магнитные поля высокой энергии, а гидравлическое сопротивление газопромывателя составляет не более 100 мм вод. столба.A gas scrubber for dust cleaning and neutralizing toxic gases consists of a hopper, a droplet eliminator with a deflector-damper and a washing shaft. In the washing shaft, metal shelves made of magnetic material are installed obliquely or horizontally, during the magnetization of which magnetic fields are created. The magnetic material is a soft magnetic perforated iron, the magnetization of which creates focusing magnetic fields of high energy, and the hydraulic resistance of the scrubber is not more than 100 mm of water. pillar.

Выполнение полок газопромывателя из магнитомягкого перфорированного железа, при намагничивании которого создаются фокусирующие магнитные поля высокой энергии, позволяет повысить эффективность очистки газов и уменьшить гидравлического сопротивления газопромывателя до 100 мм вод. столба и менее.The implementation of the scrubber shelves made of soft magnetic perforated iron, the magnetization of which creates focusing magnetic fields of high energy, can improve the efficiency of gas purification and reduce the hydraulic resistance of the scrubber to 100 mm of water. pillar and less.

На фиг.1 изображен вихревой газопромыватель и сечение А-А каплеуловителя.Figure 1 shows a vortex gas scrubber and a section AA drop eliminator.

На фиг.2 изображена наклонная полка газопромывателя, выполненная с возможностью перемещения.Figure 2 shows the inclined shelf of the scrubber, made with the possibility of movement.

Газопромыватель состоит из вертикальной промывочной шахты 3, к нижней части которой присоединен заполненный жидкостью бункер 1. К промывочной шахте 3 присоединен каплеуловитель 6 с дефлектором-успокоителем большой высоты. В промывочной шахте 3 установлены наклонные и горизонтальные полки 4, 8 с возможностью перемещения вдоль оси плоскости полок. Полки 4, 8 выполнены магнитными или с магнитными наконечниками. Магнитный материал представляет собой магнитомягкое перфорированное железо, при намагничивании которого создаются фокусирующие магнитные поля высокой энергии. Магниты могут быть выполнены как на основе постоянных магнитов, так и электромагнитными (в импульсном режиме). В бункере 1 устанавливают магнитный индуктор 7 для омагничивания раствора жидкости и шибер 5. Каплеуловитель 6 с дефлектором-успокоителем снабжен магнитными лопатками 9, 11. На фиг.1 в сечении А-А каплеуловителя 6 позицией 10 обозначена крестовина центровки. Газопромыватель выполнен вертикальным, однако промышленная эксплуатация иногда требует выполнения газопромывателя наклонным.The gas washer consists of a vertical washing shaft 3, to the lower part of which a hopper filled with liquid is connected 1. A drop eliminator 6 with a large height deflector is connected to the washing shaft 3. In the wash shaft 3 installed inclined and horizontal shelves 4, 8 with the possibility of movement along the axis of the plane of the shelves. Shelves 4, 8 are made magnetic or with magnetic tips. The magnetic material is soft magnetic perforated iron, the magnetization of which creates focusing magnetic fields of high energy. Magnets can be made both on the basis of permanent magnets and electromagnetic (in a pulsed mode). A magnetic inductor 7 is installed in the hopper 1 to magnetize the liquid solution and the gate 5. The droplet eliminator 6 with the deflector-damper is equipped with magnetic blades 9, 11. In FIG. 1, in cross section AA of the droplet eliminator 6, the centering cross is indicated by 10. The gas scrubber is vertical, but commercial operation sometimes requires the scrubber to be sloped.

Газопромыватель работает следующим образом.The gas washer works as follows.

Перед пуском газопромывателя бункер 1 заполняют жидкостью (водой). Уровень залива бункера поддерживают автоматически при помощи регулятора уровня несколько ниже входного сечения шахты (в зависимости от скорости газа в рабочих сечениях газопромывателя). Газы, подлежащие очистке, подают в бункер 1 на зеркало жидкости 2, где они проходят в щель между жидкостью 2 и шибером 5. Газовый поток ударяется в слои жидкости 2, срывает и увлекает часть жидкости во взвешенном состоянии в вертикальную промывочную шахту 3. В вертикальной промывочной шахте 3 благодаря наличию расположенных в шахматном порядке наклонных и горизонтальных полок 4, 8, выполненных магнитными или с магнитными наконечниками, образуется ряд последовательных интенсивных чередующихся по направлению движения вихрей газожидкостной смеси. За счет ряда вихреобразований и газожидкостного контакта в шахте 3 происходит нейтрализация токсичных газов, а также смачивание, коагуляция, сепарация и выделение пылевых частиц из газового потока и отвод их в бункер 1. При намагничивании наклонных и горизонтальных полок 4, 8, выполненных магнитными или с магнитными наконечниками, образуются фокусирующие магнитные поля высокой энергии, через которые последовательно проходит газожидкостная смесь. Увеличение магнитной энергии за счет множества фокусирующих магнитных полей позволяет при значительно меньших энегрозатратах более качественно нейтрализовать токсичные отходы производства. Слабомагнитные и магнитные частицы пыли, которые присутствуют в очищаемых промышленных газах, намагничиваются, объединяются в крупные агрегаты и притягиваются к магнитным элементам. Интенсификация движения частиц в магнитном поле способствует соударению и объединению магнитных частиц с немагнитными. Проходя через магнитные поля, намагничивается также и сама жидкость, что увеличивает ее смачиваемую способность. Все это ведет к повышению эффективности и ускорению процессов нейтрализации токсичных газов, ускоряет переход пыли из лиофобного состояния в лиофильное, уменьшает гидравлическое сопротивление аппарата за счет перекрытия неплотности магнитными силовыми линиями между магнитными полками или полками с магнитными наконечниками. Автоматическое перемещение вдоль оси полок магнитных наконечников или магнитных полок позволяет оперативно регулировать скорость движения жидкостной смеси, гидравлическое сопротивление аппарата, неплотность магнитного поля между магнитными наконечниками за счет перераспределения магнитного потока магнитных силовых линий. Регенерация магнитных полок или магнитных наконечников, выполненных электромагнитными, от уловленной пыли производится автоматически путем смены полярности полюсов и смывания рабочей жидкостью. Очистка магнитных полок или магнитных наконечников, выполненных на основе постоянных магнитов, осуществляется струями жидкости или сжатым газом в противотоке запыленному газу через форсунки. Очищенный газ из шахты 3 попадает в каплеуловитель 6, где происходит доочистка газа от вынесенных из шахты 3 капель жидкости. Уловленные в каплеуловителе 6 капли жидкости возвращаются в бункер 1. Соединение промывочной шахты 3 и каплеуловителя 6, незначительно повышая сопротивление установки (10-20 мм вод. столба), обеспечивает более высокую надежность работы газопромывателя путем устранения ограничения в расходе газа по условиям каплеуноса. При больших расходах и скоростях газа, сопровождаемых большим уносом жидкости в каплеуловитель 6, последний начинает работать как центробежный скруббер с непрерывным возвратом циркулирующей жидкости и уловленной взвеси в бункер 1. В итоге увеличивается время контакта пылегазового потока с жидкостью и уменьшается опасность каплеуноса в трубопроводы за установкой. Уловленная осаждающаяся в бункере 1 пыль может быть удалена из бункера любым известным способом, например механическим, гидравлическим, пневматическим способом или при помощи эрлифта.Before starting the scrubber, the hopper 1 is filled with liquid (water). The level of the bunker’s bay is automatically maintained with the help of a level regulator slightly lower than the input section of the shaft (depending on the gas velocity in the working sections of the gas washer). The gases to be cleaned are fed into the hopper 1 on the liquid mirror 2, where they pass into the gap between the liquid 2 and the gate 5. The gas flow strikes the layers of liquid 2, disrupts and entrains some of the liquid in suspension in a vertical washing shaft 3. In the vertical washing shaft 3 due to the presence of staggered inclined and horizontal shelves 4, 8, made with magnetic or magnetic tips, a series of successive intense gas-liquid vortices alternating in the direction of movement are formed and. Due to a number of vortexes and gas-liquid contact in the shaft 3, toxic gases are neutralized, as well as wetting, coagulation, separation and separation of dust particles from the gas stream and their removal to the hopper 1. When magnetizing inclined and horizontal shelves 4, 8, made magnetic or with magnetic tips, high-energy focusing magnetic fields are formed through which the gas-liquid mixture passes sequentially. The increase in magnetic energy due to the multitude of focusing magnetic fields makes it possible to neutralize toxic production wastes more efficiently at significantly lower energy costs. Weakly magnetic and magnetic dust particles that are present in the cleaned industrial gases are magnetized, combined into large aggregates and attracted to magnetic elements. The intensification of the motion of particles in a magnetic field contributes to the collision and association of magnetic particles with non-magnetic ones. Passing through magnetic fields, the liquid itself is also magnetized, which increases its wettability. All this leads to an increase in the efficiency and acceleration of the processes of neutralizing toxic gases, accelerates the transition of dust from the lyophobic to the lyophilic state, and reduces the hydraulic resistance of the apparatus due to leakage closure by magnetic lines of force between magnetic shelves or shelves with magnetic tips. Automatic movement along the axis of the shelves of magnetic tips or magnetic shelves allows you to quickly adjust the speed of the liquid mixture, the hydraulic resistance of the device, the leakage of the magnetic field between the magnetic tips due to the redistribution of the magnetic flux of magnetic field lines. Regeneration of magnetic shelves or magnetic tips made by electromagnetic from dust is automatically carried out by changing the polarity of the poles and flushing with the working fluid. The cleaning of magnetic shelves or magnetic tips made on the basis of permanent magnets is carried out by jets of liquid or compressed gas in countercurrent to dusty gas through nozzles. The purified gas from the mine 3 enters the drip trap 6, where the gas is further treated from 3 drops of liquid removed from the mine. Drops of liquid trapped in the droplet eliminator 6 are returned to the hopper 1. The connection of the washing shaft 3 and the droplet eliminator 6, slightly increasing the installation resistance (10-20 mm of water column), provides higher reliability of the gas scrubber by eliminating the restrictions on gas consumption under the droplet drop conditions. At high flow rates and gas velocities, accompanied by a large entrainment of liquid into the droplet eliminator 6, the latter begins to operate as a centrifugal scrubber with a continuous return of the circulating liquid and trapped suspension to the hopper 1. As a result, the contact time of the dust and gas stream with the liquid increases and the danger of droplet dropping into pipelines behind the installation decreases . The captured dust deposited in the hopper 1 can be removed from the hopper by any known method, for example, by mechanical, hydraulic, pneumatic means or by means of airlift.

Ниже показано расположение магнитных полюсов на одной из полок газопромывателя и расположение магнитных полюсов на следующей полке. Подобное взаимное расположение полюсов намагниченных полок позволяет создавать фокусирующие магнитные поля высокой энергии. Указанная многополюсная магнитная система состоит из радиально расположенных рядов постоянных магнитов полярностью NSNSSNNSNSSNS в одном ряду первой полки и ряда постоянных магнитов второй полки с чередующейся полярностью по отношению к первому ряду.The location of the magnetic poles on one of the shelves of the scrubber and the location of the magnetic poles on the next shelf are shown below. This mutual arrangement of the poles of the magnetized shelves allows you to create focusing magnetic fields of high energy. The specified multi-pole magnetic system consists of radially arranged rows of permanent magnets with polarity NSNSSNNSNSSNS in one row of the first shelf and a series of permanent magnets of the second shelf with alternating polarity with respect to the first row.

NSNSSNNSNSSNS 1 ряд первой полкиNSNSSNNSNSSNS 1 row first shelf

SNSNNSSNSNNSN 2 ряд второй полкиSNSNNSSNSNNSN 2 row of the second shelf

При низкой частоте переменной напряженности магнитного поля до 5 Гц происходит только переориентация и частичный разрыв наиболее длинных магнитных флокул. Но этого недостаточно для полного улавливания немагнитных частиц, зажатых между магнитными флокулами. Магнитные системы газопромывателя (магнитные полки или магнитные наконечники) состоят из радиально расположенных рядов постоянных магнитов. Магнитные системы выполнены в виде прямоугольных призм, каждая из которых состоит из n пакетов полюсных пластин, которые примыкают друг к другу одноименными полюсами. Количество полюсов на магнитном элементе может быть различным, в зависимости от заказа изготовления (20, 17, 13, 10 и т.д.). Таким образом, на общей поверхности каждой призмы, обращенной к рабочей зоне, имеется множество полюсов чередующейся полярности, причем общая площадь полюсных пластин одной призмы составляет до 98% от всей площади торцевой поверхности призмы. В соседних рядах призмы обращены друг к другу одноименными полюсами, а границы раздела соседних полюсов в пластинах и, соответственно, в призмах параллельны радиусу округления магнитной системы.At a low frequency of a variable magnetic field strength of up to 5 Hz, only reorientation and partial rupture of the longest magnetic flocs occurs. But this is not enough to fully capture non-magnetic particles sandwiched between magnetic flocs. The gas scrubber magnetic systems (magnetic shelves or magnetic tips) consist of radially arranged rows of permanent magnets. Magnetic systems are made in the form of rectangular prisms, each of which consists of n packages of pole plates that are adjacent to each other by the same poles. The number of poles on the magnetic element can be different, depending on the order of manufacture (20, 17, 13, 10, etc.). Thus, on the common surface of each prism facing the working area, there are many poles of alternating polarity, and the total area of the pole plates of one prism is up to 98% of the total area of the end surface of the prism. In adjacent rows, the prisms face each other with the same poles, and the boundaries of the adjacent poles in the plates and, respectively, in the prisms are parallel to the rounding radius of the magnetic system.

Магнитные системы устанавливают в газопромывателе вниз магнитными полюсами для облегчения их очистки от уловленных компонентов в момент профилактических и ремонтных работ.Magnetic systems are installed in the scrubber down with magnetic poles to facilitate their cleaning from trapped components at the time of preventive and repair work.

Claims

A gas scrubber for cleaning gases from dust and neutralizing toxic gases, consisting of a hopper, a droplet eliminator with a deflector-damper and a washing shaft, moreover, metal washing shelves made of magnetic material are mounted obliquely or horizontally in the washing shaft, during the magnetization of which magnetic fields are created, characterized in that the magnetic the material is a soft magnetic perforated iron, the magnetization of which creates focusing magnetic fields of high energy, and hydraulic resistance gas scrubber is not more than 100 mm water column