RU2516658C1

RU2516658C1 - Scrubber

Info

Publication number: RU2516658C1
Application number: RU2012153318/05A
Authority: RU
Inventors: Регина Равилевна Усманова; Владимир Сергеевич Жернаков
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2014-05-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: scrubber comprises a vertical casing, a cone swirler set inside it and consisting of a plugged lower base and an annular upper base connected to each other by unidirectional blades, an axial branch pipe for liquid supply set before the swirler. The swirler blades are profiled as per equilateral hyperbola and are fixed to the lower base rigidly and to the upper base - by springs.

EFFECT: improved efficiency of gas purification from mechanical and gaseous impurities.

3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки и охлаждения газов и может быть использовано в химической, нефтяной и других отраслях промышленности.The invention relates to a device for cleaning and cooling gases and can be used in chemical, oil and other industries.

Известно устройство для очистки и охлаждения газов, содержащее вертикальный корпус, установленный внутри него конический завихритель, содержащий заглушенное нижнее и кольцевое верхнее основания, соединенные друг с другом посредством однонаправленных лопастей, осевой патрубок подвода жидкости, размещенный перед завихрителем. При этом завихритель снабжен пакетом радиальных зигзагообразных элементов, размещенных с частичным перекрытием в плане (Авторское свидетельство СССР №1421379, МКИ В01D 47/06, 1988. Бюл. №33).A device for cleaning and cooling gases is known, comprising a vertical casing, a conical swirler installed inside it, containing a muffled lower and annular upper base connected to each other by unidirectional blades, an axial fluid supply pipe located in front of the swirl. In this case, the swirl is equipped with a package of radial zigzag elements placed with partial overlap in the plan (USSR Author's Certificate No. 1421379, MKI B01D 47/06, 1988. Bull. No. 33).

Недостатком этого устройства является незначительная интенсивность турбулентного потока, приводящая к снижению эффективности очистки и охлаждения газа.The disadvantage of this device is the low intensity of the turbulent flow, which leads to a decrease in the efficiency of gas purification and cooling.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является газопромыватель, содержащий вертикальный корпус, установленный внутри него конический завихритель, содержащий заглушенное нижнее и кольцевое верхнее основания, соединенные друг с другом посредством однонаправленных лопастей, осевой патрубок подвода жидкости, размещенный перед завихрителем. При этом завихритель закреплен на вращающемся роторе, а нижнее основание завихрителя снабжено коническим рассекателем, основание которого размещено на уровне верхнего обреза осевого патрубка, образуя с ним зазор (Патент РФ №2339435, МКИ В01D 47/06, 2008. Бюл. №33, прототип).The closest in technical essence and the achieved effect is a gas scrubber containing a vertical casing, a conical swirler installed inside it, containing a muffled lower and annular upper base, connected to each other by unidirectional blades, an axial fluid supply pipe located in front of the swirl. In this case, the swirl is mounted on a rotating rotor, and the lower base of the swirl is equipped with a conical divider, the base of which is placed at the level of the upper edge of the axial nozzle, forming a gap with it (RF Patent No. 2339435, MKI B01D 47/06, 2008. Bull. No. 33, prototype )

Недостатком этого устройства является то, что с увеличением в исходном газе концентрации примесей, находящихся в паровой и газовой фазах, вследствие высокой адгезии, происходит налипание примесей на лопасти завихрителя с последующим их забиванием. Это приводит к нарушению режима работы аппарата, увеличению гидравлического сопротивления и снижению эффективности очистки газовых выбросов.The disadvantage of this device is that with an increase in the concentration of impurities in the source gas in the vapor and gas phases, due to high adhesion, impurities stick to the swirl blades and then clog them. This leads to a violation of the operating mode of the apparatus, an increase in hydraulic resistance and a decrease in the efficiency of cleaning gas emissions.

Кроме того, вращение ротора значительно увеличивает энергозатраты на очистку газа, что не компенсируется сравнительно небольшой эффективностью сепарации.In addition, the rotation of the rotor significantly increases the energy consumption for gas purification, which is not offset by the relatively low separation efficiency.

Изобретение направлено на повышение эффективности очистки газа от механических и газообразных примесей.The invention is aimed at improving the efficiency of gas purification from mechanical and gaseous impurities.

Задачей изобретения является снижение гидравлического сопротивления устройства за счет исключения застойных зон, образованных в результате забиваемости лопастей завихрителя отложениями частиц. Это увеличивает эффективность работы аппарата и позволяет повысить энергетическую эффективность всего процесса газоочистки.The objective of the invention is to reduce the hydraulic resistance of the device by eliminating stagnant zones formed as a result of clogging of the blades of the swirler by particle deposits. This increases the efficiency of the apparatus and allows you to increase the energy efficiency of the entire gas treatment process.

Указанная задача решается за счет того, что в газопромывателе, содержащем вертикальный корпус, установленный внутри него конический завихритель, содержащий заглушенное нижнее и кольцевое верхнее основания, соединенные друг с другом посредством однонаправленных лопастей, осевой патрубок подвода жидкости, размещенный перед завихрителем, в отличие от прототипа, лопасти завихрителя профилированы по равнобочной гиперболе и закреплены на нижнем основании жестко, а на верхнем основании посредством пружин с возможностью вибрации.This problem is solved due to the fact that in the gas scrubber containing a vertical housing, a conical swirler installed inside it, containing a muffled lower and annular upper base connected to each other by unidirectional blades, an axial fluid supply pipe located in front of the swirl, in contrast to the prototype , the swirl blades are profiled along an equal-sided hyperbole and fixed on the lower base rigidly, and on the upper base by means of springs with the possibility of vibration.

Технический результат, обеспечиваемый газопромывателем, выражается в исключении застойных зон, что позволяет снизить гидравлическое сопротивление устройства и повысить энергетическую эффективность процесса газоочистки.The technical result provided by the scrubber is expressed in the exclusion of stagnant zones, which allows to reduce the hydraulic resistance of the device and increase the energy efficiency of the gas cleaning process.

Повышение энергетической эффективности процесса газоочистки достигается за счет выполнения лопастей завихрителя профилированными по равнобочной гиперболе. Этот профиль наиболее целесообразен вследствие монотонности изменения контуров без скачков кривизны, вызывающих увеличение гидравлического сопротивления.Increasing the energy efficiency of the gas cleaning process is achieved by performing swirl blades profiled along an equal-sided hyperbole. This profile is most appropriate due to the monotonic changes in the contours without jumps in curvature, causing an increase in hydraulic resistance.

Крепление лопастей завихрителя на пружинах с возможностью их вибрации позволяет создать благоприятные условия для движения дисперсного потока через завихритель, исключает застойные зоны, что приводит к повышению эффективности очистки газа и снижению гидравлического сопротивления.Mounting the blades of the swirl on the springs with the possibility of vibration allows you to create favorable conditions for the movement of the dispersed flow through the swirl, eliminates stagnant zones, which leads to an increase in the efficiency of gas purification and lower hydraulic resistance.

Сущность изобретения поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

на фиг.1 - продольный разрез газопромывателя; на фиг.2 - узел крепления лопастей завихрителя, на фиг.3 - лопасть завихрителя.figure 1 is a longitudinal section of a gas scrubber; figure 2 - the attachment of the blades of the swirl, in figure 3 - the blade of the swirl.

Газопромыватель в соответствии с фиг.1, 2 и 3 содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с бункером 2 сбора шлама, патрубки входа 3 и выхода 4 газового потока. Внутри корпуса установлен конический завихритель 5, содержащий кольцевое верхнее основание 6 и конический рассекатель 7, размещенный на нижнем основании 8 завихрителя 5. Основания 6 и 8 соединены друг с другом посредством однонаправленных лопастей 9, изогнутых по гиперболическому профилю. Лопасти 9 скреплены с нижним основанием жестко и с верхним основанием посредством пружин 10 с возможностью вибрации. Перед завихрителем 5 размещен осевой патрубок 11 подвода жидкости, на уровне верхнего обреза которого расположено с зазором основание конического рассекателя 7. На выходе газового потока предусмотрены каплеотбойники 12.The gas scrubber in accordance with figures 1, 2 and 3 comprises a vertical cylindrical body 1 with a hopper 2 for collecting sludge, nozzles for the inlet 3 and outlet 4 of the gas stream. A conical swirl 5 is installed inside the housing, comprising an annular upper base 6 and a conical divider 7 located on the lower base 8 of the swirl 5. The bases 6 and 8 are connected to each other by unidirectional blades 9, curved in a hyperbolic profile. The blades 9 are fixed to the lower base rigidly and to the upper base by means of springs 10 with the possibility of vibration. In front of the swirler 5 there is an axial nozzle 11 for supplying liquid, at the level of the upper edge of which the base of the conical divider 7 is located with a gap. At the outlet of the gas stream, drop eliminators 12 are provided.

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

Газовый поток, содержащий механические или газообразные примеси, поступает в устройство по тангенциальному патрубку 3. Жидкость подается в аппарат посредством осевого патрубка 11. Размещение основания конического рассекателя 7 на уровне верхнего обреза осевого патрубка 11 обеспечивает подачу жидкости в устройство в виде плоских радиальных струй, дробящихся о стенки корпуса 1 и образующих жидкостную завесу.A gas stream containing mechanical or gaseous impurities enters the device through a tangential nozzle 3. Liquid is supplied to the apparatus by means of an axial nozzle 11. Placing the base of the conical divider 7 at the level of the upper edge of the axial nozzle 11 provides fluid to the device in the form of flat radial jets, crushing about the walls of the housing 1 and forming a liquid curtain.

Газовый поток, проходя завихритель 5, отклоняется по траектории гиперболического профиля и приобретает ускорение без роста турбулентного пульсирования. Благодаря этому не возникает турбулентной неоднородности по сечению потока и связанных с этим потерь энергии.The gas stream passing through the swirler 5 deviates along the trajectory of the hyperbolic profile and acquires acceleration without the growth of turbulent pulsation. Due to this, there is no turbulent heterogeneity over the flow cross section and the associated energy loss.

Рабочие поверхности лопастей 9 в сечении представляют часть ветви кривой 2-го порядка (гиперболы) с наклоном касательной к рабочей поверхности лопасти в месте ее пересечения с верхней кромкой лопасти и под углом 67° в сторону вращения газового потока и 48° к радиусу цилиндрического корпуса.The working surfaces of the blades 9 in cross section represent a part of the branch of the second-order curve (hyperbola) with a slope tangent to the working surface of the blade at the point of intersection with the upper edge of the blade and at an angle of 67 ° to the direction of gas flow rotation and 48 ° to the radius of the cylindrical body.

Жидкость попадает на поверхность лопастей завихрителя 5, смачивает их и разбрызгивается в виде мелких капель на пути движения очищаемых газов, что обеспечивает высокоинтенсивный контакт фаз снаружи конического завихрителя 5 и повышает эффективность очистки газа. Закрученная газожидкостная смесь взаимодействует с лопастями 9, интенсивно дробится, что приводит к обновлению поверхности контакта фаз и интенсификации процессов межфазного обмена.The liquid enters the surface of the blades of the swirler 5, moistens them and sprinkles in the form of small drops in the path of the cleaned gases, which provides a high-intensity phase contact outside the conical swirl 5 and increases the efficiency of gas purification. The swirling gas-liquid mixture interacts with the blades 9, is intensively crushed, which leads to the renewal of the contact surface of the phases and the intensification of interfacial exchange processes.

Наряду с центробежными силами возникают вибрации, вызванные нежестким креплением лопастей завихрителя к верхнему основанию посредством пружин 10. Вибрации передаются на газовый поток и находящиеся в нем дисперсные примеси, это приводит к интенсивному сталкиванию частиц и орошающей жидкости и создает условия для коагуляции частиц, что способствует эффективному улавливанию тонкодисперсных примесей. При интенсивной вибрации исключается налипание дисперсных примесей на поверхность лопастей завихрителя и их забивание отложениями частиц. Это наиболее важно при работе с отходящими газами, склонными к высокой адгезии. Уловленные мелкодисперсные частицы в виде шлама непрерывно удаляются из бункера 2. Очищенный от примесей газ вместе с брызгами жидкости проходит через каплеотбойники 12, освобождается от части брызг и, огибая патрубок 11, покидает устройство через патрубок 4.Along with centrifugal forces, vibrations occur due to the non-rigid fastening of the blades of the swirl to the upper base by means of springs 10. Vibrations are transmitted to the gas stream and dispersed impurities located in it, this leads to intensive collision of particles and irrigation fluid and creates conditions for coagulation of particles, which contributes to efficient capture of fine impurities. With intense vibration, the adherence of dispersed impurities to the surface of the blades of the swirler and their clogging by particle deposits is excluded. This is most important when working with flue gases prone to high adhesion. The captured fine particles in the form of sludge are continuously removed from the hopper 2. The gas purified from impurities, along with liquid sprays, passes through the drop eliminators 12, is freed from the part of the sprays, and, bypassing the nozzle 11, leaves the device through the nozzle 4.

Claims

A gas scrubber containing a vertical casing, a conical swirler mounted inside it, containing a muffled lower and annular upper base connected to each other by unidirectional blades, an axial fluid supply pipe located in front of the swirl, characterized in that the swirl blades are profiled along an equal-sided hyperbole and mounted on the lower base is rigidly, and on the upper base - through springs with the possibility of vibration.