RU62033U1

RU62033U1 - GAS PROCESSING APPARATUS

Info

Publication number: RU62033U1
Application number: RU2006140395/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев; Галина Геннадьевна Щедрина; Михаил Сергеевич Комягин; Александр Петрович Глянцев
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2007-03-27

Abstract

Полезная модель относится к массообменным устройствам роторной конструкции и может быть использовано в химической, нефтехимической, газовой, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности для обработки газа жидкостью. Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности аппарата для обработки газа путем устранения застойных зон в полости абсорбционной очистки корпуса созданием турбулентного движения обрабатываемого потока за счет закручивания его на выходе из штуцера входа, представляющего собой суживающееся сопло, на внутренней поверхности которого выполнены криволинейные канавки, продольно расположенные от входного к выходному отверстию суживающегося сопла. Технический результат по повышению эффективности абсорбционной очистки газа достигается тем, что аппарат для обработки газа, 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 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. Ф.и. 1 п., 3 ил.The utility model relates to rotary mass transfer devices and can be used in chemical, petrochemical, gas, gas processing and other industries for gas processing by liquid. The technical task of the proposed utility model is to increase the efficiency of the apparatus for processing gas by eliminating stagnant zones in the cavity of the absorption cleaning of the housing by creating turbulent movement of the treated stream by twisting it at the outlet of the inlet fitting, which is a tapering nozzle, on whose inner surface there are curved grooves, longitudinally located from the inlet to the outlet of the tapering nozzle. The technical result of increasing the efficiency of absorption gas purification is achieved by the fact that the gas processing apparatus comprising a housing with gas and liquid inlet and outlet fittings, inside of which a filter drum mounted in the form of radially arranged metal plates, each of which is coated with a porous film, is installed and the casing of the apparatus is filled with absorbing liquid by 0.3-0.35 volume and has drop eliminators installed at the same level with the axis of the shaft, while the gas inlet fitting has the shape of a tapering nozzle, on the inner surface of which curved grooves are made, longitudinally located from the inlet to the outlet of the tapering nozzle. F.i. 1 p., 3 ill.

Description

Полезная модель относится к массообменным устройствам роторной конструкции и может быть использована в химической, нефтехимической, газовой, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности для обработки газа жидкостью.The utility model relates to rotary mass transfer devices and can be used in chemical, petrochemical, gas, gas processing and other industries for gas processing by liquid.

Прототипом является аппарат для обработки газа (патент на полезную модель №54814 опубл. Бюл. №21, 2006 г.), включающий 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 валаThe prototype is a gas processing apparatus (patent for utility model No. 54814 publ. Bull. No. 21, 2006), comprising a housing with gas and liquid inlet and outlet fittings, inside which a filter drum mounted in the form of radially arranged metal plates, each of which is covered with a porous film, and the body of the device is 0.3-0.35 volume filled with absorbent liquid and has drop eliminators installed at the same level with the shaft axis

Недостатком является невозможность поддержания заданного качества обработки газа при отклонении его расхода от нормированного значения, что определяется наличием «застойных зон», т.е. мест, где скапливается часть поступающего на обработку газа и в дальнейшем практически не участвующего в контакте с фильтрующей поверхностью. «Застойные зоны» образуются из-за наличия пограничного слоя на внутренней поверхности корпуса с ламинарно движущимся подслоем поступающего на обработку газа.The disadvantage is the inability to maintain the specified quality of gas processing when its consumption deviates from the normalized value, which is determined by the presence of "stagnant zones", i.e. places where part of the gas entering the treatment accumulates and subsequently practically does not participate in contact with the filter surface. “Stagnant zones” are formed due to the presence of a boundary layer on the inner surface of the body with a laminarly moving sublayer of incoming gas for processing.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эффективности аппарата для обработки газа путем устранения застойных зон в полости абсорбционной очистки корпуса созданием турбулентного движения обрабатываемого потока за счет закручивания его на выходе из штуцера входа, представляющего собой суживающееся сопло, на внутренней поверхности которого выполнены криволинейные канавки, продольно расположенные от входного к выходному отверстию суживающегося сопла.The technical result of the proposed utility model is to increase the efficiency of the gas treatment apparatus by eliminating stagnant zones in the absorption cleaning cavity of the housing by creating a turbulent movement of the treated stream by twisting it at the outlet of the inlet fitting, which is a tapering nozzle, on whose inner surface there are curved grooves, longitudinally located from the inlet to the outlet of the tapering nozzle.

Технический результат по повышению эффективности абсорбционной очистки газа достигается тем, что аппарат для обработки газа, содержащий корпус со штуцерами входа и выхода газа и жидкости, внутри которого на валу установлен фильтрующий барабан, выполненный в виде радиально расположенных металлических The technical result of increasing the efficiency of absorption gas purification is achieved by the fact that the gas processing apparatus, comprising a housing with gas and liquid inlet and outlet fittings, inside of which a filter drum mounted in the form of radially arranged metal

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.plates, each of which is covered with a porous film, and the body of the apparatus is 0.3-0.35 volume filled with absorbent liquid and has drop eliminators installed at the same level with the axis of the shaft, while the gas inlet fitting has the form of a tapering nozzle, on the inner surface of which curved grooves are made longitudinally located from the inlet to the outlet of the tapering nozzle.

На фиг.1 изображен аппарат для обработки газа, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1, на фиг.3 - внутренняя поверхность суживающегося сопла с криволинейными канавками.Figure 1 shows the apparatus for processing gas, figure 2 - section aa of figure 1, figure 3 - the inner surface of the tapering nozzle with curved grooves.

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 processing apparatus consists of a housing 1 with a gas inlet 2 and gas outlet 3, an inlet 4 and an outlet 5 of absorbent 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 a porous film 8, while metal plates 7 are mounted on the shaft 6 by means of ribs 9. Drop eliminators 10 are installed in the housing 1 at the same horizontal level with the axis 11 of the shaft 6. The inlet fitting 2 has the shape of a tapering nozzle, on the inner surface of which are curved e grooves 12. In the housing 1 are stagnant zones 13.

Аппарат для обработки газа работает следующим образом.Apparatus for processing gas works as follows.

Обрабатываемый газ с нормированными 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. The processed gas with normalized flow parameters is fed into the housing 1 through the inlet fitting 2 with curved grooves 12. As a result of the flow of the processed gas from the inlet of the inlet fitting 2, made in the form of a tapering nozzle, along the longitudinally arranged curved grooves 12, it is twisted into in the form of a vortex flow (see, for example, Merkulov A.P. The vortex effect and its use in technology. Kuibyshev, 1969 - 369 s.) enters the gas purification cavity of body 1 of the apparatus. The presence of a vortex flow in the cavity of the casing 1 leads to the formation of 13 microvortices in the stagnant zones 13, as a result of which in the stagnant zones 13 the laminar regime of gas movement in the boundary layer (the contact point between the inner surface of the casing 1 and the gas being processed) becomes turbulent (see, for example, A.D. Altshul et al. Aerodynamics and Hydraulics, Moscow: 1975 - 438 p.). As a result, the entire volume of gas entering the housing 1 is involved in the absorption processing.

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 пористой 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 as it moves in the housing 1 acts on the metal plate 7, perpendicular 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 horizontal to vertical, the contact area of the absorbent surface changes in the form of a porous film 8 moistened with absorbent liquid, and, therefore, time, the process of absorption separation of harmful contaminants from gas, determined by the absorption 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, огибая 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 весь объем газа, поступающий в корпус 1, участвует в процессе абсорбционной очистки.The highest intensity of gas absorption cleaning occurs on the porous film 8, when the metal plate 7 occupies the upper vertical position. As the shaft 6 rotates on the axis 11, the contact area of the absorbent surface of the porous film 8 decreases again and the clean swirling gas, enveloping 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 turbulent, in As a result, the entire volume of gas entering the housing 1 is involved in the absorption cleaning process.

Синусоидальный характер абсорбционной очистки газа от вредных частиц 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 purification from harmful particles ensures a high quality of purification while minimizing the costs of the absorbing liquid (see, for example, L. Berman, On heat transfer during film condensation of moving steam // Heat transfer, temperature, and hydrodynamics during steam generation. - 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, и после каплеотделителя 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 4 входа и выпуска жидкости через штуцер 5 выхода, Depleted as a result of contact with the processed gas, the porous film 8 is immersed in the absorbing liquid as the metal plates 7 move, where it is restored and, leaving the liquid, the mirror of which is below the horizontal level corresponding to the axis 11 of the shaft 6 by an amount determined by the filling of the internal cavity of the housing 1, and after the droplet separator 10 it reverts to the operating state for subsequent contact interaction with the gas stream being processed. The process of updating the absorbent liquid in the housing 1 is carried out either continuously by supplying fluid through the inlet fitting 4 and discharging the fluid through the outlet fitting 5,

или периодически по мере необходимости также через штуцеры входа 4 и выхода 5 жидкости.or periodically, as necessary, also through the fittings of the inlet 4 and the outlet 5 of the liquid.

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 15° до 25° (большему значению увеличения расхода соответствует большее значения 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° позволят при увеличении расхода обрабатываемого газа до 20% поддерживать заданное качество очистки путем постоянной скорости вращения вала 6 (в пределах изменения расхода обрабатываемого газа от нормированного до увеличенного на 20%), т.е. достигается равенство нахождения по времени металлических пластин 7 с пористой пленкой 8 как в режимах контакта с обрабатываемым газом, так и с абсорбирующей жидкостью.With a slight increase in the flow rate of the treated gas, for example, due to production needs, but subject to a given degree of absorption treatment, the metal plates 7 in the ribs 9 are rotated by an angle of 15 ° to 25 ° (a larger value of the flow rate corresponds to a larger rotation angle). In this case, the treated gas enters through the nozzle 2 and, passing through the housing 1, acts on the absorbent surface of the metal plate 7 partially descending along it at an angle to the plane of rotation, i.e. the force on the metal plate 7 practically does not increase with increasing consumption of the treated gas, and the time of its contact with the absorbing surface of the porous film 8 remains unchanged and, accordingly, the quality of gas purification from pollution does not deteriorate. The value of the angle of rotation of the metal plates 7 on the ribs 9 from 15 ° to 25 ° will allow, with an increase in the flow rate of the treated gas to 20%, to maintain the specified cleaning quality by constant rotation speed of the shaft 6 (within the range of the flow rate of the processed gas from normalized to increased by 20%), those. the equality of time between metal plates 7 with a porous film 8 is achieved both in contact with the treated gas and with the absorbing liquid.

Заполнение корпуса 1 абсорбирующей жидкостью обусловлено необходимостью отекания с пористых пленок 8 абсорбирующей жидкости до перехода металлических пластин 7 в горизонтальное положение, и расположение каплеотделителей 10 на одном горизонтальном уровне с осью 11 вала 6 устраняет возможность захвата обрабатываемым потоком газа каплеобразующих частиц с зеркала абсорбирующей жидкости.The housing 1 is filled with absorbent liquid due to the necessity of swelling of the absorbent liquid from porous films 8 until the metal plates 7 move to a horizontal position, and the arrangement of the droplet separators 10 at the same horizontal level with the axis 11 of the shaft 6 eliminates the possibility of capture of droplet-forming particles from the mirror of the absorbing liquid by the processed gas stream.

Оригинальность предлагаемого изобретения по сравнению с известными техническими решениями заключается в том, что достигается более качественная абсорбционная очистка обрабатываемого газа за счет устранения застойных зон, в которых ранее скапливался определенный объем необрабатываемого газа.The originality of the invention in comparison with the known technical solutions lies in the fact that a better absorption treatment of the treated gas is achieved by eliminating stagnant zones in which a certain amount of untreated gas was previously accumulated.

Claims

Apparatus for processing gas, comprising a housing with gas and liquid inlet and outlet fittings, inside of which a filter drum is mounted on the shaft, made in the form of radially arranged metal plates, each of which is covered with a porous film, and the apparatus body is 0.3-0.35 volume is filled with absorbent liquid and has drop eliminators installed at the same level with the axis of the shaft, characterized in that the gas inlet fitting has the form of a tapering nozzle, on the inner surface of which curvilinear grooves are made, longitudinally located from the inlet to the outlet of the tapering nozzle.