RU2686151C1

RU2686151C1 - Gas processing apparatus

Info

Publication number: RU2686151C1
Application number: RU2017144614A
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев; Сергей Геннадьевич Емельянов; Владимир Николаевич Кобелев; Геннадий Леонидович Звягинцев; Алевтина Михайловна Крыгина; Ольга Олеговна Наумова; Иван Александрович Можаев
Priority date: 2018-02-12
Filing date: 2018-02-12
Publication date: 2019-04-24

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to mass exchange devices of rotor structure and can be used in chemical, petrochemical, gas, gas processing and other industries for gas treatment with liquid. Technical result is achieved due to that gas treatment apparatus comprises a housing with gas and liquid inlet and outlet nozzles, inside which a filter drum is installed on the shaft, made in the form of radially arranged metal plates, each of which is coated with a porous film, and the housing of apparatus at 0.3–0.35 volume is filled with absorbing liquid and has drop-drop catchers installed on the same level with the axis of the shaft, wherein the gas inlet fitting has the shape of a convergent nozzle, on the inner surface of which there are curvilinear grooves longitudinally located from the inlet to the outlet of the convergent nozzle, besides, the outer surface of the filtering drum shaft is made with a nanomaterial coating in form of a glass-like film, wherein the drop catcher is made in the form of a hemisphere with the central axis shifting towards the inner side surface of the housing, in addition, at the base of the hemisphere there is a chute-like collector of drop-shaped absorbing liquid connected to the vertical channel of its drainage into the bottom of the housing; at that, the curvature of the groove-shaped collector of drop-shaped absorbing liquid is made along the cycloid line as brachistochrone.EFFECT: providing preset quality of gas cleaning.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к массообменным устройствам роторной конструкции и может быть использовано в химической, нефтехимической, газовой, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности для обработки газа жидкостью.The invention relates to mass transfer devices of a rotary structure and can be used in chemical, petrochemical, gas, gas processing and other industries for gas processing liquid.

Известен аппарат для обработки газа (см., патент РФ на полезную модель № 152749 патент МПК В01D 53/18, опуб. Бюл. № 17, 20.06.2015 содержащий корпус со штуцерами входа и выхода газа и жидкости, внутри которого на валу установлен фильтрующий барабан, выполненный в виде радиально расположенных металлических пластин, каждая из которых покрыта пористой плёнкой, а корпус аппарата на 0,3-0,35 объёма заполнен абсорбирующей жидкостью и имеет каплеуловители, установленные на одном уровне с осью вала, при этом штуцер входа газа имеет форму суживающегося сопла, на внутренней поверхности которого выполнены криволинейные канавки, продольно расположенные от входного к выходному отверстию суживающегося сопла, при этом наружная поверхность вала фильтрующего барабана выполнена с покрытием из наноматериала в виде стеклообразной плёнки.A gas processing apparatus is known (see. RF patent for utility model No. 152749; IPC patent В01D 53/18; publ. Bull. No. 17, 06.20.2015 containing a housing with gas and liquid inlets and outlets, inside which filtering shaft is installed on the shaft a drum made in the form of radially arranged metal plates, each of which is covered with a porous film, and the body of the apparatus at 0.3–0.35 volumes is filled with absorbing liquid and has droplet separators installed flush with the shaft axis, while the gas inlet fitting has shape tapering nozzle on the inside The curved surface of which is made of curvilinear grooves longitudinally located from the inlet to the outlet of the converging nozzle, while the outer surface of the filter drum shaft is made with a coating of nanomaterial in the form of a glassy film.

Недостатком является высокая энергоёмкость, определяемая наличием повышенного влагосодержания в обрабатываемом газе, когда каплеуловители, установленные на одном уровне с валом, непрерывно сбрасывают капли абсорбирующей жидкости на её зеркало, расположенное на высоте корпуса, соответствующей 0,3-0,35 объёма аппарата. В результате, под воздействием, перемещающегося потока обрабатываемого газа, наблюдается «витание» капелек абсорбирующей жидкости с резким возрастанием аэродинамического сопротивления корпуса, и соответственно, увеличением мощности на привод устройства подачи газа в аппарат.The disadvantage is the high energy consumption, determined by the presence of high moisture content in the treated gas, when the drift eliminators installed on the same level with the shaft, continuously dropping absorbent liquid droplets on its mirror, located at the height of the housing corresponding to 0.3-0.35 volume of the apparatus. As a result, under the influence of the moving flow of the treated gas, there is a "soaring" of the absorbing liquid droplets with a sharp increase in the aerodynamic resistance of the body, and accordingly, an increase in power to drive the gas supply device.

Известен аппарат для обработки газа (см., патент РФ на изобретение № 2627898 МПК В01D 53/18, В01D 45/08 опуб. 14.08.2017. Бюл. № 23) корпус со штуцерами входа и выхода газа и жидкости, внутри которого на валу установлен фильтрующий барабан, выполненный в виде радиально расположенных металлических пластин, каждая из которых покрыта пористой пленкой, а корпус аппарата на 0,3-0,35 объема заполнен абсорбирующей жидкостью и имеет каплеуловители, установленные на одном уровне с осью вала, при этом штуцер входа газа имеет форму суживающегося сопла, на внутренней поверхности которого выполнены криволинейные канавки, продольно расположенные от входного к выходному отверстию суживающегося сопла, кроме того, наружная поверхность вала фильтрующего барабана выполнена с покрытием из наноматериала в виде стеклообразной пленки, причём каплеуловитель выполнен в виде полусферы со смещением центральной оси в сторону внутренней боковой поверхности корпуса, кроме того у основания полусферы расположен желобообразный сборник каплеобразной абсорбирующей жидкости, соединенный с вертикальным каналом ее слива в днище корпуса.Known apparatus for processing gas (see. RF patent for the invention № 2627898 IPC В01D 53/18, В01D 45/08, published on 08/14/2017. Bull. № 23) housing with fittings for gas inlet and outlet, inside which is on the shaft a filter drum is installed, made in the form of radially arranged metal plates, each of which is covered with a porous film, and the apparatus case is 0.3-0.35 volumes filled with absorbing liquid and has droplet separators installed at the same level with the shaft axis; the gas has the shape of a tapering nozzle, on the inside atop Spines of which are made of curvilinear grooves longitudinally located from the inlet to the outlet of the tapering nozzle, in addition, the outer surface of the shaft of the filter drum is coated with nano-material in the form of a glassy film, and the droplet separator is made in the form of a hemisphere with an offset of the central axis towards the inner side surface of the housing besides, at the base of the hemisphere there is a groove-shaped collection of droplet-shaped absorbing liquid, connected to the vertical channel of its drain in d poorer body.

Недостатком является снижение качества очистки газа в результате отклонения нормированного температурного режима процесса абсорбции из-за наличия плёночной конденсации на поверхности желобообразного сборника, что приводит к значительному увеличению его термического сопротивления подачи тепла в окружающую среду и, как следствие, способствует изменению температурных полей в целом во внутреннем объёме корпуса аппарата.The disadvantage is the reduction in gas cleaning quality as a result of deviation of the normalized temperature regime of the absorption process due to the presence of film condensation on the surface of the trough-shaped collector, which leads to a significant increase in its thermal resistance to heat supply to the environment and, as a result, contributes to changes in temperature fields in general internal volume of the device case.

Технической задачей предложенного изобретения обеспечение заданного качества очистки газа при длительной эксплуатации путём поддержания нормированного температурного режима процесса абсорбции за счёт устранения плёночной конденсации на поверхности желобообразного сборника. Это достигается скорейшим спуском каплеобразующих частиц из полусферы каплеуловителя по желобообразному сборнику при выполнении его кривизны по линии циклоида как брахистохрона.The technical task of the proposed invention is to ensure the specified quality of gas cleaning during long-term operation by maintaining the normalized temperature regime of the absorption process by eliminating film condensation on the surface of the trough-shaped collector. This is achieved by the earliest descent of droplet-forming particles from the hemisphere of the droplet separator along a grooved collector when its curvature along the cycloid line as a brachistochrone is performed.

Технический результат по обеспечению заданного качества очистки газа, достигается тем, что аппарат для обработки газа содержит корпус со штуцерами входа и выхода газа и жидкости, внутри которого на валу установлен фильтрующий барабан, выполненный в виде радиально расположенных металлических пластин, каждая из которых покрыта пористой пленкой, а корпус аппарата на 0,3-0,35 объема заполнен абсорбирующей жидкостью и имеет каплеуловители, установленные на одном уровне с осью вала, при этом штуцер входа газа имеет форму суживающегося сопла, на внутренней поверхности которого выполнены криволинейные канавки, продольно расположенные от входного к выходному отверстию суживающегося сопла, кроме того, наружная поверхность вала фильтрующего барабана выполнена с покрытием из наноматериала в виде стеклообразной пленки, причём каплеуловитель выполнен в виде полусферы со смещением центральной оси в сторону внутренней боковой поверхности корпуса, кроме того у основания полусферы расположен желобообразный сборник каплеобразной абсорбирующей жидкости, соединенный с вертикальным каналом ее слива в днище корпуса при этом кривизна желобообразного сборника каплеобразной абсорбирующей жидкости выполнена по линии циклоида как брахистохрона.The technical result to ensure the specified quality of gas cleaning is achieved by the fact that the gas processing apparatus includes a housing with gas inlet and outlet nozzles and a liquid, inside which a filter drum is installed on the shaft, made in the form of radially arranged metal plates, each of which is covered with a porous film , and the body of the apparatus at 0.3-0.35 volume is filled with absorbing liquid and has droplet separators installed at the same level with the shaft axis, while the gas inlet fitting has the shape of a tapering nozzle, on The curvilinear grooves of the inner surface of which are longitudinally located from the inlet to the outlet of the converging nozzle, in addition, the outer surface of the filter drum shaft is coated with nano-material in the form of a glassy film, and the droplet-trap is made in the form of a hemisphere with an offset of the central axis towards the inner side surface body, in addition at the base of the hemisphere is a grooved collector of absorbent absorbent liquid, connected to the vertical nalom its drain in the bottom of the housing wherein the curvature of the collection trough absorbent liquid droplet is formed at both lines cycloid brachistochrone.

На фиг.1 показан аппарат для обработки газа с барабаном, покрытым наноматериалом, на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1, на фиг. 3 - внутренняя поверхность суживающегося сопла с криволинейными канавками, на фиг.4 - каплеуловитель, выполненный в виде полусферы со смещением центральной оси в сторону внутренней боковой поверхности корпуса, на фиг. 5 кривизна желобообразующего сборника каплеобразной абсорбирующей жидкости выполнена по линии циклоида как брахистохрона.FIG. 1 shows an apparatus for treating gas with a drum coated with a nanomaterial; FIG. 2 - section A-A of FIG. 1, in FIG. 3 shows the inner surface of a tapering nozzle with curved grooves; in FIG. 4, a droplet separator, made in the form of a hemisphere with the central axis shifted towards the inner side surface of the housing; FIG. 5, the curvature of the groove-forming collector of a droplet-shaped absorbing liquid is made along the line of the cycloid as a brachistochrone.

Аппарат для обработки газа состоит из корпуса 1 со штуцером входа 2 и выхода 3 газа, входа 4 и выхода 5 абсорбирующей жидкости, внутри которого на валу 6 установлен фильтрующий барабан, выполненный в виде радиально расположенных металлических пластин 7, покрытых пористой пленкой 8, при этом металлические пластины 7 укреплены на валу 6 посредством ребер 9. В корпусе 1 установлены каплеуловители 10 на одном горизонтальном уровне с осью 11 вала 6. Штуцер входа 2 имеет форму суживающегося сопла, на внутренней поверхности которого выполнены криволинейные канавки 12. В корпусе 1 расположены застойные зоны 13.The gas treatment apparatus consists of a housing 1 with a fitting for an inlet 2 and an outlet 3 for gas, an inlet 4 and an outlet 5 for absorbing liquid, inside of which a filter drum is installed on the shaft 6, made in the form of radially arranged metal plates 7 coated with porous film 8, while metal plates 7 are mounted on the shaft 6 by means of the ribs 9. In the case 1, the droplet separators 10 are installed on the same horizontal level with the axis 11 of the shaft 6. The inlet 2 has the shape of a tapered nozzle, on the inner surface of which is curved e grooves 12. In the housing 1 are stagnant zones 13.

Наружная поверхность 14 вала фиксирующего барабана, выполнена с покрытием из наноматериала 15 в виде стеклообразной пленки 16 (см., например, Киш. А. Кинетика электрохимического растворения металлов. М.: Мир, 1990. -272 с.). Каплеуловители 10 выполнены в виде полусферы 17 со смещением центральной оси 18 в сторону внутренней боковой поверхности 19 корпуса 1, причем у основания 20 полусферы 17 расположен желобообразный сборник 21 каплеобразной абсорбирующей жидкости, соединенный с вертикальным каналом 21 ее слива в днище 23 корпуса 1.The outer surface 14 of the shaft of the fixing drum is made with a coating of nanomaterial 15 in the form of a glassy film 16 (see, for example, Kish. A. Kinetics of the electrochemical dissolution of metals. M .: Mir, 1990. -272 p.). Droplet separator 10 is made in the form of a hemisphere 17 with a displacement of the central axis 18 towards the inner side surface 19 of the housing 1, and at the base 20 of the hemisphere 17 there is a grooved collector 21 of droplet-shaped absorbing liquid connected to the vertical channel 21 of its drain in the bottom 23 of the housing 1.

Вставка 1 Кривизна 24 желобообразного сборника 21 каплеобразной абсорбирующей жидкости выполнена по линии 25 циклоида как брахистохрона.Box 1 The curvature of the 24 trough-shaped collection of 21 drop-shaped absorbing liquid is made along the line 25 of the cycloid as a brachistochrone.

Вставка 2 Мелкодисперсные каплеобразующие частицы абсорбирующей жидкости, при выходе металлических пластин 7 после восстановления пористой плёнки 8, скользят по поверхности полусферы 17 к основанию 20 и далее в желобообразном сборнике 21, где после коагуляции и укрупнения в виде конденсатной плёнки перемещаются к вертикальному каналу 22 с последующим сливом в днище 23 корпуса 1 аппарата для обработки газа.Box 2 Fine droplet-forming particles of absorbing liquid, when metal plates 7 exit after the restoration of porous film 8, slide over the surface of the hemisphere 17 to the base 20 and further in the trough-shaped collector 21, where after coagulation and coarsening in the form of condensate film are moved to the vertical channel 22 followed by the discharge in the bottom 23 of the housing 1 of the gas processing apparatus.

Наличие конденсатной плёнки в желобообразном сборнике 21 снижает интенсивность теплообмена на 10-15 ч по сравнению с капельной конденсацией (см., например, стр. 248 Исаченко В.П. и др. теплопередача М.: Энергоиздат, 1981. -416 с., ил.)The presence of a condensate film in a gutter-shaped collector 21 reduces the intensity of heat exchange by 10–15 hours compared to condensation condensation (see, for example, p. 248 VP Isachenko and others. Heat transfer M .: Energoizdat, 1981. -416 p., il.)

Следовательно, плёнка из соединявшихся мелкодисперсных капелек абсорбционной жидкости, перемещающейся по желобообразному сборнику 21 создаёт локальное снижение тепломассообменных параметров процесса абсорбции (см., например, стр. 254 Цой П.В. Методы расчёта отдельных задач тепломасссопереноса. М.: Энергия, 1971. -384 с., ил.) и, как следствие, приводит к изменению температурных полей гидрации, растворения, разбавления и конденсации во всём внутреннем объёме аппарата для обработки газа. Consequently, a film of connected finely dispersed absorbing liquid droplets moving along a grooved collector 21 creates a local decrease in heat and mass transfer parameters of the absorption process (see, for example, p. 254 Choi PV Methods for calculating individual heat and mass transfer problems. M .: Energiya, 1971. - 384 s., Ill.) And, as a result, leads to a change in the temperature fields of hydration, dissolution, dilution and condensation in the entire internal volume of the gas processing apparatus.

При выполнении кривизны 24 желобообразного сборника 21 по линии 25 циклоид как брахистохроне мелкодисперсные каплеобразные частицы абсорбирующей жидкости ускоренно, за кратчайшее время (см., например, стр. 802. Некоторые замечательные кривые М.Я. Выгодский. Справочник по высшей математике. М.: Наука, 1969. -872 с., ил) из начальной точки А (место соединения полусферы 17 и основания 20) в конечную точку В (место соединения желобообразного сборника 21 с …). Центром кривизны точки перемещаются без образования плёнки из каплеуловителя 10 в днище 23 корпуса 1.When performing the curvature 24 of the trough-shaped collector 21 along the line 25, a cycloid is like a brachistochrone finely dispersed droplet-shaped particles of an absorbing liquid accelerated in the shortest time (see, for example, p. 802. Some remarkable M.Ya. Vygodsky curves. Handbook on higher mathematics. M .: Science, 1969. -872 p., Il) from the starting point A (junction of the hemisphere 17 and the base 20) to the ending point B (the junction of the trough-shaped collection 21 s ...). The centers of curvature of the point move without the formation of a film from the drift catcher 10 in the bottom 23 of the housing 1.

В результате осуществляется капельное перемещение абсорбирующей жидкости и, соответственно, устраняется локальное увеличение термического сопротивления в корпусе аппарата и в его внутреннем объёме поддерживается нормированный тепломассообменный режим абсорбирующей очистки газа с получением качественного готового продукта.As a result, drip movement of the absorbing liquid is carried out and, accordingly, the local increase in thermal resistance in the device case is eliminated and the normalized heat and mass transfer mode of the absorbing gas cleaning is maintained in its internal volume to obtain a high-quality finished product.

При выходе металлических пластин 7 после восстановления пористой пленки 8 из абсорбирующей жидкости, зеркало которой находится ниже горизонтального уровня, соответствующего оси вала 6, капельки жидкости с каплеуловителя 10 под действием силы тяжести спадают вниз и захватываются движущимся потоком обрабатываемого газа. Следовательно, наблюдается витание мелкодисперсных каплеобразных частиц над зеркалом абсорбирующей жидкости, что увеличивает аэродинамическое сопротивление аппарата для обработки газа и, следовательно, мощность на привод устройства подачи газа в корпус 1 достигает 20-25% (см., например, Курчавин В.М., Мезенцев А.П. Экономия тепловой и электрической энергии в поршневых компрессорах.- Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 81 с.: ил.).When the metal plates 7 exit after recovery of the porous film 8 from the absorbing liquid, the mirror of which is below the horizontal level corresponding to the shaft axis 6, the droplets of liquid from the droplet separator 10 under the action of gravity fall down and are captured by the moving stream of the gas being processed. Therefore, there is a soaring of fine droplet-like particles above the absorbing liquid mirror, which increases the aerodynamic resistance of the gas treatment apparatus and, consequently, the power to drive the gas supply device to the housing 1 reaches 20-25% (see, for example, V. Kurchavin AP Mezentsev. Saving of heat and electric energy in reciprocating compressors. - L .: Energoatomizdat, 1985. - 81 p .: ill.).

Для устранения «витания» мелкодисперсных каплеобразных частиц абсорбирующей жидкости, хаотически сбрасываемых с каплеуловителя 10, он выполнен в виде полусферы 17. Тогда мелкодисперсные каплеобразные частицы под совместным действием сил сцепления и тяжести в результате смещения центральной оси 18, каплеуловителя 10 в сторону боковой поверхности 19 корпуса 1, перемещаются к основанию 20 в желобообразный сборник 20, где коагулируют, укрупняются и по вертикальному каналу 22 сливаются в днище 23 корпуса 1 аппарата для обработки газа.To eliminate the "soaring" of fine droplet-shaped particles of absorbing liquid randomly discharged from the droplet separator 10, it is made in the form of a hemisphere 17. Then the fine droplet-like particles under the joint action of the adhesion forces and gravity due to the displacement of the central axis 18, the droplet separator 10 toward the side surface 19 of the body 1, are moved to the base 20 into a trough-shaped collector 20, where they are coagulated, enlarged and merge along the vertical channel 22 in the bottom 23 of the housing 1 of the gas treatment apparatus.

В результате устраняется «витание» мелкодисперсных частиц над зеркалом абсорбирующей жидкости, то есть поддерживается нормированное аэродинамическое сопротивление корпуса 1 и, как следствие, заданная мощность на привод устройства по подаче газа на обработку.As a result, the "soaring" of fine particles above the absorbing liquid mirror is eliminated, that is, the normalized aerodynamic resistance of the housing 1 is maintained and, as a result, the specified power to drive the device for gas supply for processing.

Перемещение обрабатываемого газа повышенного влагосодержания в корпусе 1 сопровождается выделением теплоты гидрации, растворения, разбавления и конденсации, обусловливающим суммарный тепловой эффект сорбции(см., например, Коун А.А., Резенфанд Ф.С. Очистка газа. М.: Химмаш, 1998. - 198 с.). Это приводит к интенсивному испарению абсорбционной жидкости, в результате чего осуществляется контакт с нижней стороны наружной поверхности 14 вала 6, находящейся по мере вращения фильтрующего барабана на пути перемещающегося насыщенного мелкодисперсной влагой испаряющегося потока. При этом налипающая на наружную поверхность 14 мелкодисперсная влага коагулирует, укрупняется и коррозирует металл вала 6.The movement of the treated gas of increased moisture content in the housing 1 is accompanied by the release of heat of hydration, dissolution, dilution and condensation, contributing to the total thermal effect of sorption (see, for example, Koun AA, Resenfand FS Gas purification. M .: Khimmash, 1998 - 198 p.). This leads to intensive evaporation of the absorption liquid, resulting in contact with the lower side of the outer surface 14 of the shaft 6, which as the filtering drum rotates along the path of the evaporating stream that is saturated with fine moisture. When this sticking to the outer surface 14 of the fine moisture coagulates, enlarges and corrodes the metal of the shaft 6.

Одновременно на выходе штуцера 2 входа газа в виде суживающегося сопла осуществляется внезапное расширение в корпусе 1 обрабатываемого воздуха повышенного влагосодержания со снижением температуры насыщения пара с последующей конденсацией монодисперсной влаги, налипающей на верхнюю сторону внешней поверхности 14 вала 6 (эффект Джоуля-Томсона, см., например, Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача М.: Высш. школа. 1980. -469 с.). В результате пузырьки пара, соприкасаясь с верхней стороной внешней поверхности 14 сжимаются до высоких давлений и быстро распадаются, приводя к разрушению металла вала 6, т.к. наблюдается явление локальной кавитации.At the same time, at the outlet of the gas inlet 2 in the form of a tapering nozzle, sudden expansion of the processed air of increased moisture content in the housing 1 with a decrease in the steam saturation temperature followed by condensation of monodisperse moisture adhering to the upper side of the outer surface 14 of the shaft 6 (Joule-Thomson effect, see, for example, Nashchokin, VV, Technical Thermodynamics and Heat Transfer, M .: Higher School (1980. -469 p.). As a result, vapor bubbles, in contact with the upper side of the outer surface 14, are compressed to high pressures and quickly disintegrate, leading to the destruction of the metal of the shaft 6, since there is a phenomenon of local cavitation.

Совместное коррозионное и кавитационное воздействие на наружную поверхность 14 вала 6 приводит к разрушению его с последующим ремонтом или заменой и, соответственно, к внеплановым демонтажным работам, что, как следствие, способствует возрастанию энергозатрат на процесс очистки газа.Combined corrosive and cavitation effect on the outer surface 14 of the shaft 6 leads to its destruction, followed by repair or replacement and, accordingly, to unplanned dismantling works, which, as a result, contributes to an increase in energy consumption for the gas cleaning process.

Для устранения разрушающего действия коррозии и кавитации на наружную поверхность 14 вала 6 наносится покрытие, выполненное из наноматериала 15 с образованием стеклоподобной пленки 16. В результате не осуществляется налипание как мелкодисперсных частиц абсорбционной жидкости с нижней стороны, так и конденсирующихся капелек пара с верхней стороны наружной поверхности 14 вала 6. Следовательно, практически отсутствуют коррозийные и кавитационные воздействия, и вал 6 с фильтрующим барабаном эксплуатируется в заданном временном режиме по условию нормативного ремонта или замены.To eliminate the damaging effects of corrosion and cavitation, the outer surface 14 of the shaft 6 is coated with nano-material 15 to form a glass-like film 16. As a result, no fine particles of absorption liquid are adhered from the underside or condensable vapor droplets from the upper side of the outer surface. 14 of the shaft 6. Therefore, there are practically no corrosive and cavitation effects, and the shaft 6 with the filter drum is operated in a given time mode according to conditions Regulatory repair or replacement.

Обрабатываемый газ с нормативными параметрами по расходу подают в корпус 1 через штуцер входа 2 с криволинейными канавками 12. В результате перемещения потока обрабатываемого газа от входного отверстия штуцера входа 2, выполненного в форме суживающегося сопла, по продольно расположенным криволинейным канавкам 12, он закручивается и в виде вихревого потока (см., например, Меркулов А.П. Вихревой эффект и его использование в технике. Куйбышев, 1969. - 369 с.) поступает в полость очистки газа корпуса 1 аппарата. Наличие вихревого потока в полости корпуса 1 приводит к образованию в застойных зонах 13 микровихрей, в результате чего в застойных зонах 13 ламинарный режим движения газа в пограничном слое (место контакта внутренней поверхности корпуса 1 и обрабатываемого газа) переходит в турбулентный (см., например, А.Д. Альтшуль и др. Аэродинамика и гидравлика. М.: 1975. -438 с.). В результате весь объем газа, поступающий в корпус 1, участвует в процессе абсорбционной обработки. Обрабатываемый газ по мере перемещения в корпусе 1 воздействует на металлические пластины 7, перпендикулярно расположенные к направлению движения обрабатываемого газа. Так как металлические пластины 7 укреплены на валу 6, то последние начинают вращаться на оси 11. По мере перемещения металлических пластин 7 из горизонтального положения в вертикальное изменяется площадь контакта абсорбирующей поверхности в виде смоченной абсорбирующей жидкостью пленки 8, и, следовательно, осуществляется переменный по времени процесс абсорбционного отделения от газа вредных загрязнений, определяемых абсорбирующей способностью жидкости, находящейся в полости корпуса 1.The processed gas with the regulatory parameters for flow is fed into the housing 1 through the fitting of the inlet 2 with curved grooves 12. As a result of the flow of the processed gas from the inlet of the inlet 2, made in the form of a tapering nozzle, along the curved grooves 12, it twists and as a vortex flow (see, for example, Merkulov AP. The vortex effect and its use in engineering. Kuibyshev, 1969. - 369 p.) enters the gas cleaning cavity of the housing 1 of the apparatus. The presence of a vortex flow in the cavity of the housing 1 leads to the formation of 13 microvortexes in the stagnant zones, with the result that in the stagnant zones 13 the laminar mode of gas movement in the boundary layer (the contact point of the inner surface of the housing 1 and the gas being processed) becomes turbulent (see, for example, AD Altshul et al. Aerodynamics and Hydraulics (Moscow: 1975. -438 p.). As a result, the entire volume of gas entering the housing 1 participates in the absorption treatment process. The treated gas as it moves in the housing 1 acts on the metal plates 7, which are perpendicularly located to the direction of movement of the treated gas. Since the metal plates 7 are mounted on the shaft 6, the latter begin to rotate on the axis 11. As the metal plates 7 move from the horizontal to the vertical position, the contact area of the absorbing surface in the form of the film 8 wetted by the absorbing liquid changes, and therefore is variable in time the process of absorption of harmful impurities from the gas, determined by the absorbing capacity of the liquid in the cavity of the housing 1.

Наибольшая интенсивность абсорбционной очистки газа происходит на пористой пленке 8, когда металлическая пластина 7 занимает верхнее вертикальное положение. По мере вращения вала 6 на оси 11 площадь контакта абсорбирующей поверхности пористой пленки 8 вновь уменьшается, и очищенный закрученный газ огибает металлическую пластину 7, в застойной зоне 13, находящейся перед штуцером выхода 3 полости корпуса 1, ламинарный режим в пограничном слое преобразуется в турбулентный, в результате чего весь объем газа, поступающий в корпус 1, участвует в процессе абсорбционной очистки.The greatest intensity of absorption gas cleaning occurs on the porous film 8, when the metal plate 7 occupies the upper vertical position. As the shaft 6 rotates on axis 11, the contact area of the absorbing surface of the porous film 8 decreases again, and the cleaned swirling gas bends around the metal plate 7, in the stagnant zone 13 located in front of the outlet fitting 3 of the housing cavity 1, the laminar regime in the boundary layer is transformed into a turbulent, as a result, the entire volume of gas entering the housing 1 participates in the absorption purification process.

Синусоидальный характер абсорбционной очистки газа от вредных частиц 20 обеспечивает высокое качество очистки с минимизацией затрат абсорбирующей жидкости (см., например, Берман Л.Д. О теплообмене при пленочной конденсации движущегося пара//Теплообмен, температурный режим и гидродинамика при генерации пара-Л.: Наука, 1981.-С. 93-102.).The sinusoidal nature of the absorption gas cleaning from harmful particles 20 provides high quality cleaning with minimizing the cost of the absorbing liquid (see, for example, Berman LD. On heat transfer during film condensation of moving steam // Heat transfer, temperature, and hydrodynamics during the generation of para-L. : Science, 1981.-S. 93-102.).

Истощенная в результате контакта с обрабатываемым газом пористая пленка 8 по мере перемещения металлических пластин 7 погружается в абсорбирующую жидкость, где восстанавливается и, выходя из жидкости, зеркало которой находится ниже горизонтального уровня, соответствующего оси 11 вала 6 на величину, определяемую заполнением внутренней полости корпуса 1, после каплеуловителей 10 вновь переходит в рабочее состояние для последующего контактного взаимодействия с обрабатываемым потоком газа. Процесс обновления абсорбирующей жидкости в корпусе 1 осуществляется или постоянно, путем подачи жидкости через штуцер 5 выхода, или периодически по мере необходимости так же через штуцеры входа 4 и выхода 5 жидкости.The porous film 8 depleted as a result of contact with the gas being processed immerses into the absorbing liquid as the metal plates 7 move, where it is restored and leaving the liquid whose mirror is below the horizontal level corresponding to the axis 11 of the shaft 6 by the amount determined by filling the inner cavity of the housing 1 , after the drift catchers 10 again goes into working condition for subsequent contact interaction with the treated gas stream. The process of updating the absorbing fluid in the housing 1 is carried out or continuously, by supplying fluid through the outlet nozzle 5, or periodically, as necessary, through the inlets 4 and outlet 5 of the fluid.

При незначительном увеличении расхода обрабатываемого газа, например, по производственной необходимости, но с соблюдением заданной степени абсорбционной обработки, осуществляется поворот металлических пластин 7 в ребрах 9 на угол от 15⁰до 25⁰ (большему значению увеличения расхода соответствует большее значение угла —Поворота). В этом случае обрабатываемый газ входит через штуцер 2 и, проходя корпус 1, воздействует на абсорбирующую поверхность металлической пластины 7, частично сходя по ней под углом к плоскости вращения, т.е. усилие на металлическую пластину 7 с возрастанием расхода обрабатываемого газа практически не увеличивается, а время его контакта с абсорбирующей поверхностью пористой пленки 8 остается неизменным и, соответственно, качество очистки газа от загрязнений не ухудшается. Величина угла поворота металлических пластин 7 на ребрах 9 от 15° до 25° позволяет при увеличении расхода обрабатываемого газа до 20% поддерживать заданное качество очистки путем постоянной скорости вращения вала 6 (в пределах изменения расхода обрабатываемого газа от нормативного до увеличенного на 20%), т.е. достигается равенство нахождения по времени металлических пластин 7 с пористой пленкой 8 как в режиме контакта с обрабатываемым газом, так и с абсорбирующей жидкостью.With a slight increase in the flow rate of the gas being processed, for example, for production needs, but with observance of a given degree of absorption treatment, the metal plates 7 in the fins 9 are rotated from 15 ⁰ to 25 ⁰ (a larger value of the flow increase corresponds to a larger angle — Turn). In this case, the treated gas enters through the fitting 2 and, passing through the housing 1, acts on the absorbing surface of the metal plate 7, partially moving along it at an angle to the plane of rotation, i.e. the force on the metal plate 7 with the increase in the flow rate of the gas being processed does not practically increase, and the time of its contact with the absorbent surface of the porous film 8 remains unchanged and, accordingly, the quality of gas cleaning from pollution does not deteriorate. The magnitude of the rotation of the metal plates 7 on the ribs 9 from 15 ° to 25 ° allows you to maintain a given quality of cleaning by increasing the speed of rotation of shaft 6 (within the limits of the change in the flow of the processed gas from the standard to increased by 20%), those. an equal time is achieved for the metal plates 7 with the porous film 8, both in the contact mode with the treated gas and with the absorbing liquid.

Заполнение корпуса 1 абсорбирующей жидкостью обусловлено необходимостью стекания с пористых пленок 8 абсорбирующей жидкости до перехода металлических пластин 7 в горизонтальное положение, и расположение каплеуловителей 10 на одном горизонтальном уровне с осью 11 вала 6 устраняет возможность захвата обрабатываемым потоком газа каплеобразующих частиц с зеркала абсорбирующей жидкости.The filling of the housing 1 with absorbing liquid is caused by the necessity of draining the porous films 8 of the absorbing liquid before the metal plates 7 go into a horizontal position, and the location of the droplet separators 10 on the same horizontal level with the axis 11 of the shaft 6 eliminates the possibility of the drop-forming particles from the absorbing liquid mirror being captured by the gas flow.

Оригинальность предложенного изобретения заключается в том, что при длительной эксплуатации обеспечивается заданное качество абсорбционной очистки газа при поддержании постоянства тепломассообменного процесса во внутреннем объёме аппарата путём устранения образования конденсатной плёнки в желобообразном сборнике, способствующей увеличению его термического сопротивления. The originality of the proposed invention lies in the fact that during long-term operation a given quality of absorption gas cleaning is provided while maintaining the heat and mass transfer process in the internal volume of the apparatus by eliminating the formation of a condensate film in a trough-shaped collector, contributing to an increase in its thermal resistance.

Claims

Apparatus for treating gas, comprising a housing with fittings for gas inlet and outlet and a liquid, inside of which a filter drum is installed on the shaft, made in the form of radially arranged metal plates, each of which is covered with a porous film, and the apparatus housing is 0.3-0.35 the volume is filled with absorbing liquid and has droplet separators installed at the same level with the shaft axis, while the gas inlet fitting has the shape of a tapering nozzle, on the inner surface of which there are curvilinear grooves longitudinally located e from the inlet to the outlet of the converging nozzle; moreover, the outer surface of the filter drum shaft is coated with nanomaterial in the form of a glassy film, and the droplet separator is made in the form of a hemisphere with an offset of the central axis towards the inner side surface of the housing, moreover, at the base of the hemisphere there is a gutter-shaped collector of a drop-shaped absorbing liquid connected to a vertical channel of its discharge in the bottom of the body, characterized in that the curvature of the gutter-shaped collection apleobraznoy absorbent liquid is formed through a cycloid as the brachistochrone.