RU2468852C1

RU2468852C1 - Gas processor

Info

Publication number: RU2468852C1
Application number: RU2011133479/05A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Евгеньевич Евдомашко; Сергей Иванович Гачков; Андрей Дмитриевич Пинтюшенко; Лев Ефимович Герцман; Владимир Кириллович Тучков
Original assignee: Лев Ефимович Герцман
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2012-12-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention is intended for gas dehydration and cleaning of solid aerosol particles and may be used in chemical industry, metallurgy, etc. Proposed device comprises through gas passage housing composed of three sections made up of mix extraction wavy plates. All said sections are intercommunicated while outlet section is provided with extra mix extraction plates with equidistant spread. Housing bottom is slightly inclined. Note here that condensate drain branch pipes connected to condensate drain tube are fitted in housing bottom. All three sections are composed of single wavy plates. Coolant channel is made at housing top section separated by web whereto attached are top edges of wavy mix extraction plates. Bottom edges of said plates are located at minimum distance from housing bottom. Said web is provided with heat insulation on gas passage side, between top edges of said plates. Channel outer surfaces are also heat insulated while channel has coolant inlet and outlet unions.

EFFECT: high efficiency and reliability.

2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам осушки и очистки газов от пыли и может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности.The invention relates to a means of drying and cleaning gases from dust and can be used in chemical, metallurgical and other industries.

Известен осушитель воздуха, имеющий кожух, сужающийся по ходу движения воздуха в горизонтальной плоскости, с размещенными в нем рядами оребренных трубок в виде дуг окружностей, ребра расположены по радиусам окружностей (а.с. СССР №1208436, 1986).Known dehumidifier having a casing, tapering along the air in the horizontal plane, with rows of finned tubes placed in it in the form of arcs of circles, the ribs are located along the radii of circles (as USSR USSR No. 1208436, 1986).

Недостатком такого устройства является вынос капельной влаги, срываемой с ребер трубок, расположенных в зауженной части осушителя из-за увеличения скорости воздуха в узкой части устройства, что требует установки на выходе осушителя дополнительного каплеотделителя.The disadvantage of this device is the removal of drip moisture, torn from the ribs of the tubes located in the narrowed part of the dryer due to the increase in air speed in the narrow part of the device, which requires the installation of an additional drip separator at the outlet of the dryer.

Известно также устройство для сепарации капельной влаги, включающее сквозной корпус с расположенными в нем каплеулавливающими пластинами, сгруппированными попарно, имеющими смещенные относительно друг друга в каждой паре пластин вертикальные щели (а.с. СССР №187505, 1966).A device for separating droplet moisture is also known, including a through case with drop-catching plates located in it, grouped in pairs, having vertical slots displaced relative to each other in each pair of plates (AS USSR No. 187505, 1966).

Недостатком такого каплеуловителя является невысокая эффективность удержания влаги, испаряющейся с пластин, кроме того, при присутствии в воздухе взвешенных нерастворимых в воде твердых частиц происходит засорение щелей, что ухудшает процесс стекания влаги с пластин.The disadvantage of such a droplet eliminator is the low efficiency of retaining moisture evaporating from the plates, in addition, in the presence of suspended solids insoluble in water in the air, slots become clogged, which worsens the process of moisture dripping from the plates.

Известно устройство для обработки газа, включающее сквозной корпус для прохода газа с расположенными в нем тремя секциями из каплеулавливающих волнообразных пластин, дно корпуса выполнено с небольшим уклоном, секции из каплеулавливающих пластин выполнены переходящими одна в другую, а выходная секция снабжена дополнительными каплеулавливающими пластинами, установленными эквидестантно, а средняя секция из сгруппированных попарно пластин снабжена штуцерами для подачи и выхода хладоносителя в каждой из загерметизированных пар (патент РФ №2092228, 2005) - ближайший аналог.A device for treating gas is known, including a through case for gas passage with three sections of drop-shaped wave-shaped plates located in it, the bottom of the body is made with a slight slope, sections of drop-catch plates are made into one another, and the outlet section is equipped with additional drop-catch plates installed equidistantly and the middle section of grouped in pairs of plates is equipped with fittings for supplying and exiting coolant in each of the sealed pairs (patent RF №2092228, 2005) - the closest analogue.

Недостатками такого устройства являются сложность герметизации попарно сгруппированных пластин, и, как следствие, недостаточная надежность устройства.The disadvantages of this device are the difficulty of sealing pairwise grouped plates, and, as a result, the lack of reliability of the device.

Целью заявляемого изобретения является, наряду с обеспечением высокой эффективности процесса обработки газа, обеспечение более простого конструктивного исполнения устройства и повышения надежности его работы.The aim of the invention is, along with ensuring high efficiency of the gas processing process, providing a simpler design of the device and increasing the reliability of its operation.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройстве для обработки газа, включающем сквозной корпус для прохода газа, дно корпуса выполнено с небольшим уклоном, в корпусе расположены три секции из каплеулавливающих волнообразных пластин, при этом все секции выполнены переходящими одна в другую, а выходная секция снабжена дополнительными каплеулавливающими пластинами, установленными эквидестантно, в дне корпуса смонтированы патрубки для слива конденсата, соединенные с трубой для слива последнего в канализацию; все три секции выполнены из одинарных волнообразных пластин, а в верхней части корпуса по его длине образован канал для хладоносителя, отделенный от остальной части корпуса перегородкой, к которой прикреплены верхние кромки волнообразных каплеулавливающих пластин, нижние кромки этих пластин расположены на минимальном расстоянии от дна корпуса, перегородка снабжена со стороны прохода газа теплоизоляцией, размещенной между верхними кромками волнообразных пластин, внешние поверхности канала также теплоизолированы, а сам канал оснащен штуцерами для подачи и выхода хладоносителя.This goal is achieved due to the fact that in the device for processing gas, including a through case for gas passage, the bottom of the body is made with a slight slope, the body has three sections of droplet-collecting wave-like plates, while all sections are made passing one into another, and the output the section is equipped with additional droplet-catching plates installed equidistantly; in the bottom of the body there are mounted pipes for draining the condensate, connected to a pipe for draining the latter into the sewer; all three sections are made of single wave-like plates, and in the upper part of the body along the length of the channel is formed a channel for the coolant, separated from the rest of the body by a partition to which the upper edges of the wave-shaped droplet-catching plates are attached, the lower edges of these plates are located at a minimum distance from the bottom of the body, the partition is provided with a gas insulation on the side of the gas passage located between the upper edges of the wave-like plates, the external surfaces of the channel are also insulated, and the channel itself is equipped tutserami for inlet and outlet coolant.

При подаче в канал хладоносителя стенки канала и его дно охлаждаются вместе с прикрепленными к дну волнообразными пластинами, играющими роль оребрения, при этом площадь оребрения достаточно большая за счет волнообразности пластин. При этом волнообразные пластины являются сепараторами содержащейся в проходящем через корпус газе капельной влаги вместе с налипшими на них твердыми мелкими частицами пыли, а за счет охлаждения каплеулавливающих волнообразных пластин на них выпадают (конденсируются) и мельчайшие частицы влаги. Задержанные пластинами капли вместе с налипшими на них частицами пыли коагулируют (укрупняются), образуют пленки и стекают на дно корпуса, откуда удаляются через патрубки в трубу, сообщенную с канализацией. Наличие в последней секции дополнительных каплеулавливающих волнообразных пластин обеспечивает задержку и коагуляцию наиболее мелких капель влаги вместе с налипшими на них частицами пыли. Отсутствие во второй секции попарно сгруппированных пластин повышает надежность работы устройства, так как нет необходимости обеспечивать герметизацию сгруппированных пластин. Размещенная в корпусе (примыкающая к дну канала с его внешней стороны) теплоизоляция позволяет предотвратить обледенение дна канала со стороны прохода газа через корпус. Из изложенного следует, что за счет более простого конструктивного исполнения предлагаемого устройства обеспечивается высокая эффективность и надежность работы устройства.When a coolant carrier is fed into the channel, the channel walls and its bottom are cooled together with wave-shaped plates attached to the bottom, which play the role of fins, while the area of the fins is quite large due to the wave-like form of the plates. In this case, the wave-like plates are separators of the droplet moisture contained in the gas passing through the casing, together with the solid fine dust particles adhering to them, and even the smallest moisture particles fall on them (condense) by cooling the drop-catching wave-like plates. The droplets retained by the plates, together with the dust particles adhering to them, coagulate (coarsen), form films and flow to the bottom of the body, from where they are removed through pipes to the pipe connected to the sewer. The presence in the last section of additional droplet-collecting wave-like plates ensures the delay and coagulation of the smallest drops of moisture along with dust particles adhering to them. The absence in the second section of pairwise grouped plates increases the reliability of the device, since there is no need to provide sealing of the grouped plates. Thermal insulation located in the casing (adjacent to the bottom of the channel from its outer side) allows preventing icing of the channel bottom from the side of the gas passage through the casing. From the above it follows that due to a simpler design of the proposed device provides high efficiency and reliability of the device.

Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется признаками, дающими положительный эффект, и обладает признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».Thus, the claimed technical solution is characterized by signs that give a positive effect, and has signs of compliance with the criterion of "inventive step".

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство (фронтальная проекция), на фиг.2 - вид сверху в разрезе.Figure 1 shows the proposed device (frontal projection), figure 2 is a top view in section.

Устройство для обработки газа включает корпус 1 с входным 2 и выходным 3 фланцами, наклонным дном 4 (фланцы 2 и 3 в предмет изобретения не входят). В корпусе 1 размещена кассета 5 из трех секций каплеулавливающих волнообразных одинарных пластин 6, 7 и 8, переходящих одна в другую. Секция 8 снабжена дополнительными волнообразными пластинами 9, установленными эквидестантно между основными пластинами. В верхней части корпуса 1 образован канал 10 для прохода хладоносителя. Канал 10 снабжен штуцерами подачи 11 и вывода 12 хладоносителя. К перегородке 13, отделяющей канал 10 от корпуса 1, верхними торцами прикреплены волнообразные пластины кассеты 5. Нижние торцы волнообразных пластин расположены на минимальном расстоянии от дна 4 корпуса 1. Между торцами пластин к перегородке 13 со стороны прохода газа, а также на внешних поверхностях канала 10 закреплена теплоизоляция 14. На дне 4 внутри корпуса установлены барьеры 15 (между секциями волнообразных пластин). В дне 4 смонтированы (в каждой секции) штуцера 16 для слива конденсата, соединенные с трубой 17, сообщенной с канализацией.The gas processing device includes a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 flanges, an inclined bottom 4 (flanges 2 and 3 are not included in the subject of the invention). In the housing 1 there is a cassette 5 of three sections of droplet-collecting wave-like single plates 6, 7 and 8, passing one into another. Section 8 is provided with additional wave-like plates 9 mounted equidistantly between the main plates. In the upper part of the housing 1, a channel 10 is formed for the passage of the coolant. Channel 10 is equipped with fittings for supply 11 and output 12 of the coolant. The wave ends of the cassette 5 are attached to the partition 13 separating the channel 10 from the housing 1. The lower ends of the waves are located at a minimum distance from the bottom 4 of the housing 1. Between the ends of the plates to the partition 13 from the side of the gas passage, as well as on the outer surfaces of the channel 10, insulation 14 is fixed. At the bottom 4, barriers 15 are installed inside the body (between sections of wave-shaped plates). In the bottom 4 are mounted (in each section) of the fitting 16 for condensate drainage, connected to a pipe 17 connected to the sewer.

Устройство работает следующим образом. Через штуцер 11 в канал 10 подается хладоноситель, который охлаждает стенки и дно (перегородку 13) канала 10 и прикрепленные к перегородке 13 волнообразные пластины секций 6, 7 и 8, играющие роль оребрения, имеющего развитую поверхность (площадь контакта двух сред), участвующую в теплообменном процессе. Через штуцер 12 хладоноситель возвращается из канала 10 к источнику. Газ, содержащий большое количество влаги и взвешенных, нерастворимых в воде твердых частиц (пылевой аэрозоль), поступает через фланец 2 в корпус 1 (в образованные между волнообразными пластинами каналы). За счет охлаждения при контакте с пластинами содержащиеся в газе, например, в воздухе пары и капли влаги выпадают на охлажденных волнообразных пластинах вместе с налипшими на них твердыми частицами пыли, коагулируют (укрупняются), образуют пленки жидкости и стекают на дно корпуса, откуда через сливные штуцера 16 и трубу 17 удаляются в канализацию. Экспериментальными исследованиями установлено, что создание в мокрых пылеуловителях условий для конденсации пара приводит к существенному росту эффективности охлаждения частиц как на каплях, так и на других поверхностях в условиях конденсации водяных паров, однозначно определяется глубиной конденсации. Эффективность осаждения частиц за счет конденсации η выражается зависимостьюThe device operates as follows. Through the nozzle 11, a coolant is supplied to the channel 10, which cools the walls and the bottom (partition 13) of the channel 10 and the wave-shaped plates of sections 6, 7 and 8 attached to the partition 13, which play the role of fins having a developed surface (contact area of two media) involved in heat transfer process. Through the fitting 12, the coolant returns from the channel 10 to the source. A gas containing a large amount of moisture and suspended, water-insoluble solid particles (dust aerosol) enters through the flange 2 into the housing 1 (in the channels formed between the wave-like plates). Due to cooling upon contact with the wafers, vapors and moisture droplets contained in a gas, for example, in air, fall out on chilled wave-like wafers together with solid dust particles adhering to them, coagulate (coarsen), form liquid films and flow to the bottom of the body, from where through the fitting 16 and the pipe 17 are removed into the sewer. Experimental studies have found that the creation of conditions for wet condensation in wet dust collectors leads to a significant increase in the cooling efficiency of particles both on droplets and on other surfaces under conditions of condensation of water vapor, is uniquely determined by the depth of condensation. The efficiency of particle deposition due to condensation η is expressed by the dependence

,

где Δx - перепад влагосодержания газов, кг/кг сухого газа (Ю.А.Вальдберг. Успехи в области мокрой очистки запыленных газов. Химическое и нефтяное машиностроение, №10, 1992).where Δx is the difference in moisture content of gases, kg / kg of dry gas (Yu.A. Waldberg. Advances in the field of wet cleaning of dusty gases. Chemical and petroleum engineering, No. 10, 1992).

Поступающий из секции 7 в секцию 8 газ подвергается более интенсивной сепарации за счет дополнительных каплеулавливающих пластин 9, уменьшающих расстояние между пластинами, а это позволяет осаждать на них более мелкие капли влаги. Таким образом, в секции 8 происходит сепарация более мелких капель вместе с налипшими на них твердыми мелкими частицами, не задержанными в секциях 6 и 7. Образовавшиеся на пластинах пленки также стекают на дно и удаляются в канализацию. Освобожденный от влаги и твердых частиц газ поступает через выходной фланец 3 на выход устройства. Установленные на дне 4 барьеры 15 необходимы для недопущения перетекания газа из одной секции в другую помимо пластин (через зазор между нижними торцами пластин и дном 4). Количество волн в каплеулавливающих пластинах секций (по три волны) выбрано в соответствии с рекомендациями, приведенными в статье Ю.Л.Миронова и др. «Исследование дисперсно-пленочного двухфазного потока в канале жалюзийного типа».The gas coming from section 7 to section 8 undergoes a more intense separation due to additional drop-collecting plates 9, which reduce the distance between the plates, and this allows to deposit smaller drops of moisture on them. Thus, in section 8, smaller droplets are separated along with solid small particles adhering to them, not retained in sections 6 and 7. The films formed on the plates also drain to the bottom and are removed to the sewer. The gas freed from moisture and solid particles enters through the outlet flange 3 to the outlet of the device. Barriers 15 installed at the bottom 4 are necessary to prevent gas from flowing from one section to another in addition to the plates (through the gap between the lower ends of the plates and the bottom 4). The number of waves in the drop-collecting plates of the sections (three waves each) is selected in accordance with the recommendations given in the article by Yu.L. Mironov et al. “Study of a dispersed-film two-phase flow in a louvre-type channel”.

Заявляемое устройство по принципу действия, обеспечиваемого новой совокупностью существенных признаков, позволяет осуществлять его эффективное функционирование, обеспечивая при этом высокую надежность работы.The inventive device according to the principle of action, provided by a new set of essential features, allows for its effective functioning, while ensuring high reliability.

Заявляемое устройство является промышленно применимым, то есть не содержит в себе элементов, которые не могут быть выполнены промышленностью.The inventive device is industrially applicable, that is, does not contain elements that cannot be performed by industry.

Claims

A gas processing device, including a through case for gas passage, the bottom of the case is made with a slight slope, there are three sections of drop-collecting wave-like plates in the case, while all sections are made passing one into another, and the output section is equipped with additional drop-collecting plates installed equidistantly, in the bottom of the body there are mounted condensate drain pipes connected to a pipe to remove the latter into the sewer, characterized in that all three sections are made of single waves like plates, and in the upper part of the body along the length of the channel is formed a channel for the coolant, separated from the rest of the body by a partition to which the upper edges of the wave-shaped droplet-catching plates are attached, the lower edges of these plates are located at a minimum distance from the bottom of the body, the partition is provided on the gas passage side thermal insulation located between the upper edges of the wave-like plates, the external surfaces of the channel are also insulated, and the channel itself is equipped with fittings for the input and output of the coolant I am.