RU2553869C2 - Gas flow treatment method and device for its implementation - Google Patents
Gas flow treatment method and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553869C2 RU2553869C2 RU2013106122/05A RU2013106122A RU2553869C2 RU 2553869 C2 RU2553869 C2 RU 2553869C2 RU 2013106122/05 A RU2013106122/05 A RU 2013106122/05A RU 2013106122 A RU2013106122 A RU 2013106122A RU 2553869 C2 RU2553869 C2 RU 2553869C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- gas stream
- refrigerator
- condensate
- stage
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности.The invention relates to air purification and can be used in gas, oil, petrochemical and other industries.
Известны способы очистки газового потока, сущность которых заключается в том, что в пресыщенном водяными парами запыленном потоке газа происходит конденсационное укрупнение дисперсных частиц и осаждение образовавшихся вокруг них капель под действием различных сил (Яворский И.А. и др. Улавливание аэрозолей в оловянной промышленности. Новосибирск: Наука. 1974, с. 23-29).Known methods for cleaning a gas stream, the essence of which is that in a dusty gas stream saturated with water vapor, condensation coarsens the dispersed particles and precipitates the droplets formed around them under the influence of various forces (I. Yavorsky et al. Aerosol capture in the tin industry. Novosibirsk: Science. 1974, p. 23-29).
Однако этот процесс сложный, имеет ряд особенностей, неправильный или неточный учет которых при создании способов очистки делает их неэффективными.However, this process is complex, has a number of features, the incorrect or inaccurate accounting of which when creating cleaning methods makes them ineffective.
Первая особенность заключается в том, что для начала конденсационного укрупнения дисперсных частиц определенного размера x необходимо, чтобы в газовом потоке было достигнуто пересыщение пара, соответствующее закону Кельвина-Томсона. В этом случае будет возможна конденсация пара на частицах размера x и крупнее их. Более мелкие частицы при этом значении пересыщения останутся неукрупненными и не будут уловлены.The first feature is that in order to start the condensation enlargement of dispersed particles of a certain size x, it is necessary for the vapor stream to be supersaturated according to the Kelvin-Thomson law in the gas stream. In this case, condensation of vapor on particles of size x and larger is possible. Smaller particles at this value of supersaturation will remain unorganized and will not be captured.
Вторая особенность заключается в том, что в очищенном газовом потоке с дисперсными частицами не может быть мгновенно достигнуто заданное пересыщение. При вдувании пара в поток пресыщение достигается после перемешивания пара с газом и установления термического равновесия в парогазовой смеси. Пересыщение в парогазовой смеси сопровождается конденсацией пара на крупных частицах пыли, для которых пересыщение уже достигло величины, достаточной для конденсации. Конденсация пара на этих частицах сопровождается выделением теплоты конденсации и нагревом парогазовой смеси. Конденсация, т.е. убывание парциального давления пара, и связанное с этим повышение средней температуры парогазовой смеси приводят к ограничению величины достигаемого пересыщения, а значит, к невозможности улавливания мелких частиц пыли.The second feature is that in a purified gas stream with dispersed particles, a given supersaturation cannot be instantly achieved. When steam is injected into the stream, saturation is achieved after mixing the steam with the gas and establishing thermal equilibrium in the gas-vapor mixture. A supersaturation in a gas-vapor mixture is accompanied by steam condensation on large dust particles, for which the supersaturation has already reached a value sufficient for condensation. The condensation of steam on these particles is accompanied by the release of heat of condensation and heating of the vapor-gas mixture. Condensation i.e. a decrease in the partial pressure of the vapor, and the associated increase in the average temperature of the vapor-gas mixture, lead to a limitation of the achieved supersaturation, which means that it is impossible to trap fine dust particles.
Третья особенность заключается в том, что если даже достигнуто пересыщение, достаточное для укрупнения мелких и сравнительно более крупных частиц, то скорость укрупнения для частиц различного размера будет разной. Более крупные частицы укрупняются быстрее. В процессе дальнейшей термостабилизации парогазовой смеси с укрупненными конденсатом пара частицами происходит обсыхание мелких частиц и дальнейшее укрупнение крупных. Это происходит потому, что имеющееся текущее значение пересыщения вследствие закона Кельвина-Томсона различно для капель различного размера.The third feature is that even if supersaturation sufficient to coarsen small and relatively larger particles is achieved, the coarsening rate for particles of different sizes will be different. Larger particles coarsen faster. In the process of further thermal stabilization of the vapor-gas mixture with aggregated particles of steam condensate, drying of small particles and further enlargement of large ones occurs. This is because the current value of supersaturation due to the Kelvin-Thomson law is different for droplets of different sizes.
Четвертая особенность заключается в том, что осаждение уже укрупненных конденсацией частиц принципиально отличается для частиц различного размера. Сравнительно крупные капли, образовавшиеся на дисперсных частицах, подвержены силам инерции и гравитации, поэтому сравнительно легко могут быть осаждены, а более мелкие частицы более взвешены в парогазовом потоке, скорость их витания мала, поэтому они могут быть осаждены быстро и простым путем.The fourth feature is that the deposition of particles already coarsened by condensation is fundamentally different for particles of different sizes. The relatively large droplets formed on dispersed particles are subject to inertial and gravitational forces, therefore they can be relatively easily deposited, and smaller particles are more suspended in a gas-vapor flow, their flow rate is low, therefore, they can be deposited quickly and easily.
В большинстве известных способов не учтена по меньшей мере часть вышеперечисленных особенностей, поэтому они не могут быть максимально эффективными.In most known methods, at least part of the above features are not taken into account, therefore, they cannot be as effective as possible.
Известен способ очистки газового потока путем многократного последовательного поэтапного насыщения запыленного и/или задымленного газового потока паром жидкости с последующим осаждением на каждом этапе конденсационно-укрупнившихся частиц в зоне охлаждения в виде конденсата и отвода этого конденсата и устройство для его осуществления, содержащее трубчатый корпус, имеющий входное отверстие для входа запыленного или задымленного газового потока, несколько последовательно расположенных конденсационных секций, каждая из которых снабжена инжектором для вдувания пара, холодильником, конфузором, в горловине которого помещен фильтр, и кольцевым сборником для конденсата, и выходное отверстие для выхода очищенного газового потока (патент США N 3395510, 55-20, 1968).A known method of purifying a gas stream by repeatedly sequentially gradually saturating a dusty and / or smoky gas stream with liquid vapor, followed by precipitation at each stage of condensation-enlarged particles in the cooling zone in the form of condensate and removal of this condensate and a device for its implementation, containing a tubular body having an inlet for entering a dusty or smoky gas stream, several successively arranged condensation sections, each of which is equipped with ene injector for injecting steam, a refrigerator, a confuser, which is placed in the neck of the filter, and an annular collection of condensate, and an outlet for the cleaned exhaust gas flow (US patent N 3395510, 55-20, 1968).
Простое вдувание пара в загрязненный газовый поток дает пересыщение только после перемешивания и термостабилизации пара с газом, а этот процесс сравнительно медленный. Охлаждение парогазовой среды на холодильнике связано с конвективным и кондуктивным теплообменом, что также дает медленное нарастание пересыщения. Поэтому в этом способе нарастание пересыщения происходит медленно, а значит, начинающаяся конденсация на сравнительно крупных дисперсных частицах препятствует повышению пересыщения и укрупнению мелких частиц. Кроме того, при прохождении зоны охлаждения парогазовая смесь охлаждается, часть пара конденсируется на холодильнике, пересыщение ее снимается до величины насыщения жидкости над плоской поверхностью жидкости. Образовавшиеся на дисперсных частицах капли конденсата пара оказываются в условиях перегрева относительно газового потока и начинают высыхать. На фильтрах, куда парогазовая смесь поступает после холодильника, будут уловлены только те капли, которые не успели высохнуть. Недостатки этого способа не могут быть устранены повторением всех операций в последующих секциях, поскольку повышение допустимого пересыщения лимитировано температурой холодильника, а значит, газовый поток может быть очищен только от частиц определенного размера и крупнее.A simple blowing of steam into a polluted gas stream gives supersaturation only after mixing and thermal stabilization of the steam with gas, and this process is relatively slow. The cooling of the vapor-gas medium in the refrigerator is associated with convective and conductive heat transfer, which also gives a slow increase in supersaturation. Therefore, in this method, the increase in supersaturation occurs slowly, which means that the beginning condensation on relatively large dispersed particles prevents the increase of supersaturation and coarsening of small particles. In addition, when passing through the cooling zone, the gas-vapor mixture is cooled, part of the steam condenses on the refrigerator, its supersaturation is removed until the liquid is saturated over the flat surface of the liquid. Drops of vapor condensate formed on dispersed particles are under conditions of overheating relative to the gas stream and begin to dry. On filters, where the vapor-gas mixture enters after the refrigerator, only those drops that do not have time to dry will be caught. The disadvantages of this method cannot be eliminated by repeating all the operations in subsequent sections, since the increase in the permissible supersaturation is limited by the temperature of the refrigerator, which means that the gas stream can only be cleaned of particles of a certain size and larger.
Известен способ и устройство для очистки газового потока путем многократного последовательного поэтапного насыщения запыленного и/или задымленного газового потока паром жидкости с последующим осаждением на каждом этапе конденсационно-укрупнившихся частиц на элементе охлаждения в виде конденсата и отвода этого конденсата, при этом пар на каждом этапе вдувают в виде расширяющихся струй и направляют их на элемент охлаждения под углом к оси газового потока, а образовавшийся конденсат отводят после каждого этапа отдельно (патент РФ №2038125, МПК: B01D 47/05, B01D 47/00, - прототип).A known method and device for cleaning a gas stream by repeatedly sequentially sequentially saturating a dusty and / or smoky gas stream with liquid vapor, followed by deposition of condensation-agglomerated particles at each stage on the cooling element in the form of condensate and removal of this condensate, the steam being blown at each stage in the form of expanding jets and direct them to the cooling element at an angle to the axis of the gas stream, and the condensate formed is taken away after each stage separately (RF patent No. 2038125 , IPC: B01D 47/05, B01D 47/00, prototype).
В указанном способе насыщение потока парами производят по стадиям под действием струй пара, направленных под углом к оси газового потока, на элемент охлаждения. На каждой стадии очистки степень пересыщения потока увеличивают и из него отбирают определенную фракцию, являющуюся самой крупной на данной стадии. Дифференциация укрупнения обеспечивает селективность сбора частиц. В устройстве имеются конденсационные секции, размещенные в трубчатом корпусе и содержащие распылительную головку, холодильник-рубашку, конфузор и кольцевой сборник для конденсата, а также индивидуальные емкости для сбора конденсата.In this method, steam saturation of the flow is carried out in stages under the action of steam jets directed at an angle to the axis of the gas flow to the cooling element. At each stage of purification, the degree of supersaturation of the stream is increased and a certain fraction is selected from it, which is the largest at this stage. Differentiation of coarsening provides selectivity for particle collection. The device has condensation sections located in a tubular housing and containing a spray head, a refrigerator-shirt, a confuser and an annular condensate collector, as well as individual condensate collection containers.
Основным недостатком является недостаточно высокая эффективность рабочего процесса, обусловленная несовершенством системы осаждения пара на улавливаемых частицах.The main disadvantage is the insufficiently high efficiency of the working process, due to the imperfection of the vapor deposition system on trapped particles.
Задача изобретения заключается в создании способа и устройства, обеспечивающих эффективную очистку запыленных и задымленных газовых потоков, а также селективное улавливание загрязнений. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности очистки газового потока.The objective of the invention is to create a method and device that provides effective cleaning of dusty and smoky gas streams, as well as selective capture of contaminants. The technical result of the invention is to increase the efficiency of cleaning a gas stream.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном способе очистки газового потока, преимущественно, потока воздуха, заключающемся в многократном последовательном поэтапном насыщении запыленного и/или задымленного газового потока паром жидкости с последующим осаждением на каждом этапе конденсационно-укрупнившихся частиц на элементе охлаждения в виде конденсата и отвода этого конденсата, согласно изобретению при очистке газовый поток преобразуют из сплошного круглого в полый с профилированными внутренним и наружным профилями, при этом поперечное сечение указанного потока выполняют состоящим из нескольких лучей путем установки внутри трубчатого корпуса для подачи очищаемого потока средства для вдувания пара, состоящего как минимум из трех полых секций, имеющих центральный канал, соединенный с источником пара, которые располагают в виде радиальных лучей, при этом холодильник выполняют в виде рубашки, соосной с корпусом с образованием зазора между лучами рубашки холодильника и лучами средства для подачи пара, при этом на внешней поверхности полых секций, соединенных с источником пара, выполняют отверстия, при помощи которых соединяют полость каналов внутри указанных секций с упомянутым профилированным зазором, при этом подогретую жидкость из холодильника и элементов охлаждения используют для подготовки пара.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed method of purification of a gas stream, mainly an air stream, consisting in multiple sequential stepwise saturation of a dusty and / or smoky gas stream with liquid vapor, followed by deposition of condensation-aggregated particles on each cooling element in the form of condensate and the removal of this condensate, according to the invention, when cleaning the gas stream is converted from solid round to hollow with profiled inner and outer profiles while the cross section of the specified stream is performed consisting of several beams by installing inside the tubular body for supplying a cleaned stream means for blowing steam, consisting of at least three hollow sections having a central channel connected to the steam source, which are arranged in the form of radial rays , while the refrigerator is in the form of a shirt, coaxial with the housing with the formation of a gap between the rays of the jacket of the refrigerator and the rays of the means for supplying steam, while on the outer surface of the hollow sections, connected to the steam source, holes are made by which the cavity of the channels inside these sections is connected with the said profiled gap, while the heated liquid from the refrigerator and cooling elements is used to prepare the steam.
В варианте применения способа пар в кольцевой зазор на каждом этапе вдувают в виде расширяющихся струй и направляют их на элемент охлаждения под углом к оси газового потока, а образовавшийся конденсат отводят после каждого этапа отдельно.In an application of the method, steam is blown into the annular gap at each stage in the form of expanding jets and directed to the cooling element at an angle to the axis of the gas flow, and the condensate formed is taken off after each stage separately.
Такое осуществление способа обеспечивает более полную очистку газового потока и уменьшение размера частиц, отделяемых от газового потока, благодаря тому что в результате вдувания струй пара происходит большее пересыщение парогазовой смеси и, следовательно, конденсационное укрупнение более мелких частиц, а в результате перемещения укрупненных газовых частиц расширяющимися струями пара в зону охлаждения и направления струй пара на элемент охлаждения происходит инерционное осаждение частиц на поверхности холодильника.Such an implementation of the method provides a more complete cleaning of the gas stream and a decrease in the size of particles separated from the gas stream, due to the fact that as a result of the injection of steam jets, the vapor-gas mixture is more supersaturated and, therefore, the condensation enlargement of smaller particles, and as a result of the movement of enlarged gas particles expand steam jets into the cooling zone and the direction of the steam jets onto the cooling element inertial deposition of particles on the surface of the refrigerator.
В варианте применения способа струю пара направляют под углом 35…55° к оси газового потока.In an application of the method, a steam stream is directed at an angle of 35 ... 55 ° to the axis of the gas stream.
Целесообразно вдуваемый на каждом этапе пар направлять расширяющимися струями под углом 35-55° к оси газового потока. При меньшем угле наклона (35-0°) увеличивается скорость потока и уменьшается инерционное движение укрупнившихся частиц в зону охлаждения. При большем угле наклона (55-90°) возрастает тепловое воздействие пара на холодильник, но увеличивается движение укрупнившихся частиц в зону охлаждения.It is advisable to direct the steam blown at each stage by expanding jets at an angle of 35-55 ° to the axis of the gas stream. At a smaller angle of inclination (35-0 °), the flow rate increases and the inertial movement of coarsened particles into the cooling zone decreases. At a larger angle of inclination (55-90 °), the thermal effect of steam on the refrigerator increases, but the movement of enlarged particles in the cooling zone increases.
В варианте применения способа на каждом последующем этапе увеличивают концентрацию пара в газовом потоке по мере уменьшения размеров частиц.In an application of the method, at each subsequent step, the concentration of steam in the gas stream is increased as particle sizes decrease.
В варианте применения способа на каждом последующем этапе давление пара увеличивают на 10…30% по сравнению с предыдущим этапом. Целесообразно на каждом последующем этапе давление пара увеличивать на 10-30% по сравнению с предыдущим этапом. Увеличение давления пара зависит от отношения размера уловленных частиц на предыдущем этапе к размерам частиц, подлежащих улавливанию на данном этапе. Этим обеспечивают отделение более крупных частиц в основном на предыдущих этапах и менее крупных на последующих этапах и тем самым осуществляют еще большее эффективную очистку газового потока с разделением частиц на фракции при общем уменьшении затрат энергии.In an application of the method at each subsequent stage, the vapor pressure is increased by 10 ... 30% compared with the previous stage. It is advisable at each subsequent stage to increase the vapor pressure by 10-30% compared with the previous stage. The increase in vapor pressure depends on the ratio of the size of the captured particles at the previous stage to the sizes of particles to be captured at this stage. This ensures the separation of larger particles mainly in the previous stages and smaller ones in the subsequent stages and thereby carry out even more efficient cleaning of the gas stream with the separation of particles into fractions with a total reduction in energy costs.
В варианте применения способа на каждом этапе осуществляют уменьшение давления газового потока при вдувании пара, а затем увеличение давления газового потока. При осуществлении способа можно на каждом этапе уменьшать давление газового потока в зоне вдувания пара, а затем увеличивать его. Тем самым можно обеспечить большее пересыщение парогазовой смеси благодаря уменьшению температуры, сопутствующему уменьшению давления газового потока, несмотря на выделение тепла конденсации при укрупнении частиц, а следовательно, обеспечить еще большую эффективность очистки газа.In an application of the method, at each stage, the pressure of the gas stream is reduced by blowing steam, and then the pressure of the gas stream is increased. When implementing the method, it is possible at each stage to reduce the pressure of the gas stream in the vapor injection zone, and then increase it. Thus, it is possible to provide greater supersaturation of the vapor-gas mixture due to a decrease in temperature, a concomitant decrease in the pressure of the gas stream, despite the evolution of condensation heat during particle enlargement, and, therefore, to ensure even greater gas cleaning efficiency.
В варианте применения способа изменение давления газового потока при вдувании пара осуществляют адиабатически.In an application of the method, the change in pressure of the gas stream during steam injection is carried out adiabatically.
В варианте применения способа при уменьшении давления газового потока увеличивают его скорость, а при увеличении давления уменьшают скорость газового потока.In an application of the method, when the pressure of the gas stream decreases, its speed is increased, and when the pressure increases, the speed of the gas stream is reduced.
Этим упрощается осуществление способа.This simplifies the implementation of the method.
В варианте применения способа поток парогазовой смеси подвергают закрутке вдоль поверхности концентричной оси потока.In an application of the method, the vapor-gas mixture stream is twisted along the surface of the concentric axis of the stream.
Для реализации указанного способа предложено устройство для очистки газового потока, которое, согласно изобретению, содержит трубчатый корпус, имеющий входной канал для входа запыленного и/или задымленного газового потока, несколько последовательно расположенных конденсационных секций, каждая из которых снабжена средством для вдувания пара, холодильником и кольцевым сборником для конденсата и выходным каналом для выхода очищенного газового потока, при этом средство для вдувания пара выполнено как минимум из трех полых секций, расположенных в виде радиальных лучей, при этом холодильник выполнен в виде рубашки, соосной с корпусом, с образованием профилированного зазора между лучами рубашки холодильника и лучами средства для подачи пара, при этом на внешней поверхности полых лучей, соединенных с источником пара, выполнены отверстия, при помощи которых полость каналов внутри указанных лучей соединена с упомянутым профилированным зазором.To implement this method, a device for cleaning a gas stream is proposed, which, according to the invention, comprises a tubular housing having an inlet channel for entering a dusty and / or smoky gas stream, several condensation sections arranged in series, each of which is provided with steam blowing means, a refrigerator and ring collector for condensate and an outlet channel for the outlet of the purified gas stream, while the means for injecting steam is made of at least three hollow sections, married in the form of radial rays, the refrigerator is made in the form of a shirt, coaxial with the housing, with the formation of a profiled gap between the rays of the shirt of the refrigerator and the rays of the means for supplying steam, while on the outer surface of the hollow rays connected to the steam source, holes are made, when by means of which the cavity of the channels inside these beams is connected to the said profiled gap.
В варианте выполнения оси отверстий на внешней поверхности полых секций расположены тангенциально.In an embodiment, the axes of the holes on the outer surface of the hollow sections are located tangentially.
В варианте выполнения оси отверстий на внешней поверхности полых секций расположены тангенциально и под углом 35…55° к оси газового потока.In an embodiment, the axis of the holes on the outer surface of the hollow sections are located tangentially and at an angle of 35 ... 55 ° to the axis of the gas stream.
В варианте выполнения отверстия для подачи пара на внешней поверхности полых секций выполнены в виде поясов завесы. Такое решение позволяет подавать пар в полость трубчатого корпуса в виде пелены, что дает возможность улучшить условия конденсатообразования за счет выравнивания концентрации пара в единице объема.In an embodiment, the holes for supplying steam on the outer surface of the hollow sections are made in the form of curtain belts. This solution allows you to feed steam into the cavity of the tubular body in the form of a shroud, which makes it possible to improve the conditions of condensation by equalizing the vapor concentration in a unit volume.
В варианте выполнения полость холодильника соединена с устройством для образования пара и через него с кольцевой полостью для подачи пара.In an embodiment, the cavity of the refrigerator is connected to a device for generating steam and through it with an annular cavity for supplying steam.
В варианте выполнения устройство снабжено индивидуальными емкостями для сбора конденсата, с которыми сообщены кольцевые сборники каждой секции. Образующийся при осуществлении способа конденсат можно отводить на каждом этапе раздельно, тем самым можно обеспечить утилизацию разных по размерам, физическим и/или химическим свойствам уловленных частиц.In an embodiment, the device is provided with individual condensate collection tanks with which annular collectors of each section are connected. The condensate formed during the implementation of the method can be removed at each stage separately, thereby it is possible to ensure the disposal of particles caught in different sizes, physical and / or chemical properties.
В варианте выполнения внутренняя стенка холодильника выполнена в виде винтовых гофр.In an embodiment, the inner wall of the refrigerator is made in the form of screw corrugations.
Внутренняя поверхность холодильника может быть выполнена в виде гофр, что увеличивает поверхность контакта с газом и улучшает массообмен. Гофры могут быть выполнены винтовыми, способствующими закрутке потока в канале, что улучшает инерционное осаждение частиц на поверхности холодильника.The inner surface of the refrigerator can be made in the form of corrugations, which increases the contact surface with gas and improves mass transfer. The corrugations can be made screw, contributing to the swirling of the flow in the channel, which improves the inertial deposition of particles on the surface of the refrigerator.
Направляемый струями пара в зону охлаждения газовый поток можно закручивать, выполнив стенки холодильника в форме винтовых гофр. Это улучшит инерционное осаждение частиц на стенки холодильника.The gas flow directed into the cooling zone by steam jets can be twisted by completing the walls of the refrigerator in the form of screw corrugations. This will improve the inertial deposition of particles on the walls of the refrigerator.
В варианте выполнения каждая конденсационная секция выполнена в виде самостоятельного модуля, имеющего на торцах фланцы для скрепления секций между собой. Целесообразно каждую секцию выполнить в виде самостоятельного модуля с фланцами для соединения с другими модулями. Это упрощает изготовление устройства и его обслуживание во время эксплуатации.In an embodiment, each condensation section is made in the form of an independent module having flanges at the ends for fastening the sections to each other. It is advisable to perform each section in the form of an independent module with flanges for connection with other modules. This simplifies the manufacture of the device and its maintenance during operation.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображено устройство для очистки воздушного потока в продольном разрезе; на фиг. 2 показан поперечный разрез секции устройства, выполненной в виде самостоятельного модуля.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 schematically shows a device for cleaning air flow in a longitudinal section; in FIG. 2 shows a cross section of a section of a device made in the form of an independent module.
Предложенный способ может быть реализован при помощи устройства, имеющего следующую конструкцию.The proposed method can be implemented using a device having the following design.
Устройство для очистки газового потока содержит трубчатый корпус 1, имеющий входной канал 2 для входа запыленного и/или задымленного газового потока. Средство 3 для вдувания пара расположено внутри корпуса 1 и выполнено из трех полых секций 4, имеющих канал 5, соединенный с источником пара. Холодильник выполнен в виде рубашки 6, соосной с корпусом 1, одетой на него с образованием профилированного зазора 7 между лучами 8 рубашки 6 холодильника и секциями 4 средства 3 для подачи пара, при этом на внешней поверхности полых секций 4, соединенных с источником пара, выполнены отверстия 9, при помощи которых полость каналов внутри секций 4 соединена с упомянутым профилированным зазором 7. Очищенный газовый поток отводят через выходной канал 10.A device for cleaning a gas stream comprises a tubular body 1 having an inlet channel 2 for entering a dusty and / or smoky gas stream.
В варианте исполнения, камера очистки устройства может быть составлена из нескольких корпусов 1, установленных последовательно и имеющих идентичную внутреннюю конструкцию.In an embodiment, the cleaning chamber of the device can be composed of several housings 1 mounted in series and having an identical internal structure.
Способ очистки газового потока с использованием предложенного устройства осуществляют следующим образом.A method of cleaning a gas stream using the proposed device is as follows.
Загрязненный газовый поток при очистке подают через входной канал 2 в трубчатый корпус 1. Внутри трубчатого корпуса 1 газовый поток при помощи средства 3 для вдувания пара и лучей 8 профилированной рубашки 6 холодильника преобразуют из сплошного круглого в полый трехлучевой с профилированными внутренним и наружным профилями. Поперечное сечение указанного потока выполняют состоящим из нескольких лучей. В профилированный зазор 7 подают пар, который вдувают в газовый поток через отверстия 9 из полых секций 4 в виде расширяющихся струй и направляют их на поверхность рубашки 6 холодильника под углами от 0 до 180°.During cleaning, the contaminated gas stream is fed through the inlet channel 2 to the tubular body 1. Inside the tubular body 1, the gas stream is converted from a solid round into a three-beam hollow with profiled inner and outer profiles using the
Наиболее оптимальным углом наклона струй пара к поверхности рубашки холодильника является угол в пределах 35-55°. Расширяющиеся струи пара имеют такую плотность и скорость, что достигают поверхность холодильника и обеспечивают инерционное движение образовавшихся капель конденсата к нему.The most optimal angle of inclination of the steam jets to the surface of the jacket of the refrigerator is an angle within 35-55 °. The expanding jets of steam have such a density and speed that they reach the surface of the refrigerator and provide the inertial movement of the formed condensate drops to it.
Преобразование потока из сплошного в полый с профилированными внутренним и наружным профилями путем установки внутри канала подачи газового потока центрального тела, выполненного из трех полых секций 4, имеющих канал 5, соединенный с источником пара, позволяет уменьшить расстояние между горячей и холодной стенками, повысить концентрацию осаждаемых частиц и пара в единице объема, в частности в образованном профилированном зазоре, что дает возможность повысить эффективность очистки за счет уменьшения пути перемешивания и ускоренного образования частиц. Кроме этого, непрерывная подача пара по всей длине центрального тела позволит улучшить условия перемешивания и осаждения по всей длине тракта.Converting a flow from solid to hollow with profiled internal and external profiles by installing a central body made of three
Струи пара, подаваемые из отверстий 9, подсасывают очищаемый газ, одновременно обеспечивают инерционное движение образовавшихся капель конденсата и при этом одновременно перемешиваются с ним и образуют парогазовую смесь. В парогазовой смеси быстро создается пересыщение, в результате чего происходит конденсационное укрупнение аэрозольных частиц, причем первыми укрупняться начинают самые крупные частицы. Под действием паровых струй образующиеся укрупненные частицы отбрасываются на поверхность холодильника, где происходит инерционное осаждение капель конденсата, при этом укрупненным частицам необходимо преодолеть гораздо меньшее расстояние. Конденсат вместе с уловленными аэрозольными частицами стекает по поверхности холодильника в кольцевой сборник конденсата, а затем по трубке его отводят в отдельную емкость. Спиральные гофры внутренней поверхности холодильника способствуют закрутке потока газа, чем улучшают инерционное осаждение частиц на поверхности холодильника.The steam jets supplied from the openings 9 suck in the gas to be cleaned, at the same time provide the inertial movement of the formed condensate droplets and at the same time mix with it and form a vapor-gas mixture. In a gas-vapor mixture, supersaturation is quickly created, as a result of which condensation coarsening of aerosol particles occurs, with the largest particles being the first to coarsen. Under the action of steam jets, the aggregated particles are thrown onto the surface of the refrigerator, where condensate droplets are inertially deposited, while the enlarged particles must travel a much shorter distance. Condensate, together with trapped aerosol particles, flows down the surface of the refrigerator into an annular condensate collector, and then it is taken to a separate container via a tube. Spiral corrugations of the inner surface of the refrigerator contribute to the swirling of the gas flow, which improves the inertial deposition of particles on the surface of the refrigerator.
Очищенную в первой секции от частиц крупной фракции парогазовую смесь подают по каналу, образованному стенками средства 3 для вдувания пара и холодильника, в последующую секцию. При этом происходит ее охлаждение. Исследованиями установлено, что температура стенок холодильника должна быть такой, чтобы создавать условия конденсации пара, обеспечивающие надежное прилипание капель конденсата к поверхности его стенок.The vapor-gas mixture purified in the first section from the coarse particles is fed through the channel formed by the walls of the
Подаваемую в корпус 1 второй секции парогазовую смесь снова обрабатывают струями пара из отверстий 9, но уже с большим пересыщением, чем в первой секции. При этом увеличивается концентрация пара в газовом потоке по мере уменьшения размеров оставшихся частиц. На каждом последующем этапе давление пара увеличивают на 10-30% по сравнению с предыдущим этапом. В результате происходит новое конденсационное укрупнение аэрозольных частиц, причем в первую очередь укрупнению подвергают самые крупные из оставшихся в потоке частиц, которые под действием паровых струй отбрасываются на поверхность холодильника второй секции, где происходит инерционное осаждение капель второй фракции конденсата. Конденсат с уловленными аэрозольными частицами второй фракции через кольцевой сборник и трубку отводят в свою отдельную емкость.The vapor-gas mixture supplied to the housing 1 of the second section is again treated with steam jets from the openings 9, but with a greater supersaturation than in the first section. In this case, the concentration of steam in the gas stream increases as the size of the remaining particles decreases. At each subsequent stage, the vapor pressure is increased by 10-30% compared with the previous stage. As a result, a new condensation enlargement of aerosol particles occurs, first of all, the largest particles remaining in the stream are subjected to enlargement, which, under the action of steam jets, are thrown onto the surface of the refrigerator of the second section, where drops of the second condensate fraction are inertially deposited. The condensate with the captured aerosol particles of the second fraction through the annular collector and the tube is taken to its own separate container.
Прошедшую очистку во второй секции от частиц второй фракции парогазовую смесь по каналу, образованному стенками рубашки 6 холодильника и стенками средства 3 для вдувания пара, подают в последующие секции, где парогазовую смесь обрабатывают таким же образом, что и в первых двух секциях, до достижения заданной чистоты газового потока.The past cleaning in the second section of the particles of the second fraction of the vapor-gas mixture along the channel formed by the walls of the shirt 6 of the refrigerator and the walls of the
Весь процесс очистки контролируют температурными датчиками, на основании показаний которых производят управление подачей пара в средство для вдувания пара каждой секции.The entire cleaning process is controlled by temperature sensors, based on the readings of which control the supply of steam to the steam blowing means of each section.
Жидкость, используемая для охлаждения стенок рубашки 6 холодильника, в процессе работы разогревается за счет теплообмена через стенку рубашки холодильника с потоком пара и осажденных капель конденсата, стекающих по наружной поверхности стенки. Подогретая таким образом жидкость, имеющая температуру выше температуры окружающей среды, может быть использована для получения пара, т.к. в этом случае, для доведения ее от исходной температуры до температуры кипения, потребуется меньшее количество теплоты и времени, что позволит повысить эффективность работы установки.The liquid used to cool the walls of the jacket 6 of the refrigerator is heated during operation by heat exchange through the wall of the jacket of the refrigerator with a stream of steam and precipitated drops of condensate flowing down the outer surface of the wall. Thus heated liquid having a temperature above ambient temperature can be used to produce steam, because in this case, to bring it from the initial temperature to the boiling point, less heat and time will be required, which will improve the efficiency of the installation.
Предложенное техническое решение может быть использовано в промышленных газоочистителях, а также для очистки воздуха в помещениях, установках кондиционирования воздуха, при сжигании отходов, производстве технической сажи, порошковых материалов, абразивов, красок и других материалов, транспортируемых в виде пыли или аэрозолей.The proposed technical solution can be used in industrial gas scrubbers, as well as for indoor air purification, air conditioning installations, waste incineration, production of technical soot, powder materials, abrasives, paints and other materials transported in the form of dust or aerosols.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013106122/05A RU2553869C2 (en) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Gas flow treatment method and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013106122/05A RU2553869C2 (en) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Gas flow treatment method and device for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013106122A RU2013106122A (en) | 2014-08-20 |
| RU2553869C2 true RU2553869C2 (en) | 2015-06-20 |
Family
ID=51384278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013106122/05A RU2553869C2 (en) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Gas flow treatment method and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2553869C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3605386A (en) * | 1970-06-16 | 1971-09-20 | Air Pollution Research & Devel | Furnace exhaust pollution eliminator |
| JPH02164413A (en) * | 1988-12-19 | 1990-06-25 | Toyota Motor Corp | Super fine powder collecting method |
| SU1637845A1 (en) * | 1989-01-06 | 1991-03-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт "КузНИУИ" | Condenser-type dust suppressor |
| RU2038125C1 (en) * | 1991-07-26 | 1995-06-27 | Совместное советско-канадское предприятие "Компомет Кентек" | Method and device for cleaning gas flow |
-
2013
- 2013-02-12 RU RU2013106122/05A patent/RU2553869C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3605386A (en) * | 1970-06-16 | 1971-09-20 | Air Pollution Research & Devel | Furnace exhaust pollution eliminator |
| JPH02164413A (en) * | 1988-12-19 | 1990-06-25 | Toyota Motor Corp | Super fine powder collecting method |
| SU1637845A1 (en) * | 1989-01-06 | 1991-03-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт "КузНИУИ" | Condenser-type dust suppressor |
| RU2038125C1 (en) * | 1991-07-26 | 1995-06-27 | Совместное советско-канадское предприятие "Компомет Кентек" | Method and device for cleaning gas flow |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013106122A (en) | 2014-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4312646A (en) | Gas scrubbing tower | |
| CA2692821C (en) | Method and system for treating feedwater | |
| KR101288716B1 (en) | Device for extracting heat from gas and for recovering condensates | |
| US20090283396A1 (en) | Method and system for treating feedwater | |
| RU2016118683A (en) | METHOD AND DEVICE FOR REMOVING IMPURITIES FROM EXHAUST GASES | |
| CA2718947C (en) | Cyclone | |
| JP2017533815A (en) | Wastewater treatment system for desulfurization effluent of power plant combustion exhaust gas and other industrial wastewater | |
| RU2038125C1 (en) | Method and device for cleaning gas flow | |
| RU2553869C2 (en) | Gas flow treatment method and device for its implementation | |
| RU2549413C2 (en) | Air cleaner | |
| RU2549418C2 (en) | Feed of steam into condensation chamber | |
| RU2549414C2 (en) | Condenser box | |
| RU2537495C2 (en) | Air cleaner | |
| RU2553863C2 (en) | Method of gas flow cleaning and device to this end | |
| RU2537587C2 (en) | Feed of steam into condensation chamber | |
| RU2555045C2 (en) | Method of air cleaning | |
| RU2356632C1 (en) | Filter for gas flow treating | |
| RU2537588C2 (en) | Air cleaner | |
| RU2537586C2 (en) | Condensing chamber | |
| RU2537590C2 (en) | Method of steam supply to condensing chamber | |
| RU2535695C1 (en) | Method of cleaning and drying of colliery gas and associated petroleum gas and unit for its implementation | |
| CN203155019U (en) | Exhaust gas purifier | |
| RU2537829C2 (en) | Condensing chamber | |
| RU2462292C2 (en) | Flue gas treatment system | |
| JP5901176B2 (en) | Separation apparatus and separation system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160213 |