SU1764682A1 - Устройство дл очистки газа - Google Patents

Abstract

Использование: проведение процессов массообмена при контактировании газа и жидкости в химической и других отрасл х промышленности. Сущность изобретени : устройство дл  очистки газа содержит трубу Вентури с газовой коробкой 1 на входе, патрубки подачи газа и орошающей жидкости. В горловине 3 трубы Вентури установлен конусный лопастной завихритель 8, закрепленный конусом навстречу потоку. В диффузоре 4 трубы Вентури размещен обтекатель 9, жестко соединенный с завихрителем 8. Внутренн   стенка диффузора выполнена гофрированной. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов массообмена и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности для контактирования газа и жидкости в условиях интенсивного массообмена.

Известно устройство для очистки газа, включающее конфузор с конической вставкой, горловину и диффузор, форсунку орошения. Коническая вставка выполнена в виде многовитковой спирали, прилегающей к стенке конфузора. Она может быть выполнена- из перфорированного или гофрированного листа.

Известное устройство не обеспечивает достаточной эффективности массообмена при скоростях потока газа, равных 10-20 м/с, т.к. не происходит тонкого дробления и перемешивания компонентов.

Известна труба Вентури с многократным распылом жидкости, включающая конфузор с расположенным в нем отражателем и форсунками для предварительного распыла жидкости, горловину диффузор и бункеркаплеуловитель.

Это устройство позволяет производить дополнительное диспергирование жидкости, но не обеспечивает достаточной эффективности массообмена из-за отсутствия закручивающего эффекта потока.

Известен аппарат для очистки многокомпонентных газовых смесей, включающий последовательно установленные камеру смешения с распыливающим устройством, диффузор, контактную камеру, разделительную кам.еру, патрубки ввода и вывода фаз. При этом между диффузором и разделительной камерой установлен турбулизатор в виде последовательно сочлененных сферических или коническо-цилиндрических камер увеличивающихся по ходу движения газа.

Выполнение диффузора с внутренними выступами обеспечивает дробление потока, но в целом при работе данного устройства не обеспечивается достаточная интенсивность масоообмена и, как следствие, усложнение конструкции, повышение ее материалоемкости и энергозатрат на улавливание целевых компонентов.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту является устройство для мокрой очистки газа, содержащее трубу Вентури, включающую конфузор с патрубками подвода газа, горловину с узлом закручивания газового потока, диффузор с коническим обтекателем и патрубок подвода жидкости.

Недостатком указанного устройства является недостаточная интенсивность процесса масообмена, т.к. сопла для подачи энергоносителя обеспечивают только закручивающее воздействие на газовый поток без дробления его, а также для закручивания газового потока требуется организация подачи дополнительного энергоносителя.

Цель изобретения - интенсификация процесса массообмена.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для очистки газов, содержащем трубу Вентури, включающую конфузов с патрубком подвода газа, горловину с узлом закручивания газового потока,диффузор с коническим обтекателем, патрубок подвода жидкости, узел закручивания выполнен в виде жестко соединенного с обтекателем аксиального конического лопастного завихрителя, ориентированного вершиной навстречу потоку и выполненного с диаметром основания равным диаметру горловины, при этом внутренняя поверхность диффузора выполнена гофрированной. Кроме того, установка снабжена дополнительным диспергатором сорбционных растворов, размещенным за обтекателем в зоне его аэродинамической тени.

На чертеже показано предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство для очистки газа содержит трубу Вентури круглого сечения с газовой коробкой 1, включающую конфузор 2, горловину 3 и диффузор 4, патрубки подвода абсорбционных растворов 5, патрубок подвода газа 6, соединенный с газовой коробкой.

Патрубки подвода абсорбционных растворов снабжены диспергаторами 7. В горловине 3 установлен узел закручивания, выполненный в виде жестко соединенного с обтекателем аксиального конического завихрителя 8. Завихритель 8 ориентирован вершиной навстречу потоку и выполнен с диаметром основания, равным диаметру горловины. В диффузоре 4 размещен конический обтекатель 9, соединенный с завихрителем 8 несущим стержнем 10. Внутренняя стенка диффузора 4 выполнена гофрированной.

Устройство работает следующим образом.

Газовый поток, содержащий, например, аммиак и фтор поступает через патрубок 6 в газовую коробку 1. Туда же через патрубок 5 подают абсорбционные растворы, которые диспергируются диспергатором 7. Поток газа и капель абсорбента смешиваются в прямотоке и поступают в конфузор в котором установлен конический лопастной завихритель 8. Газожидкостная смесь закручивается завихрителем 8 при этом под действием центробежных сил жидкость от1764682 брасывается на внутреннюю стенку горловины 3, по которой она, в форме вращающихся жгутов, выводится на внутреннюю стенку диффузора 4, Газ, вращаясь с большей скоростью вокруг несущего стержня 10 также выходит в диффузор 4 и отжимается к стенке его. При этом волнообразная внутренняя поверхность диффузора приводит к тому, что в зонах заужения сечения диффузора происходит отрыв жгута жидкости от стенки и его дробление потоком аксиально движущегося и одновременно вращающегося потока газа. За счет центробежных сил в последующей зоне расширения происходит отбрасывание раздробленной жидкости на внутреннюю стенку диффузора, образование жгута жидкости, который также дробится на следующем заужении диффузора по выше описанной схеме. Интенсивность описанного процесса массообмена обусловлена также тем, что в конструкции предусмотрено наличие обтекателя 9, после которого газовый поток вторично обрабатывают диспергированным абсорбентом (в прямотоке), подаваемого через патрубок и диспергатор 7. Смесь жидкости и газа выводится из диффузора 4 в каплеотделитель любой известной конструкции.

При прохождении потока газа через диффузор за счет периодических сужений и расширений его сечения (в нем возникают продольные пульсации, что вызывает дополнительное скольжение фаз (газ-жидкость) приводящее к интенсификации тепломассообмена. Две ступени абсорбции (орошения) в одном аппарате позволяют осуществить разные режимы (кислой и щелочной абсорбции) извлечения целевых компонентов: аммиака и фтора. При этом для улавливания аммиака в качестве абсор бента используют фосфорную или серную кислоту (pH 1-2), а для извлечения фтора воду (pH 6,5-7). Это позволяет повысить технологичность аппарата за счет более полного выделения целевых компонентов из очищаемых газов.

Применение предложенного устройства для очистки газа в производстве минеральных удобрений позволит: за счет более интенсивного массообмена повысить степень улавливания аммиака и фтора на 315% (по сравнению с используемым оборудованием); снизить на 3Q-50% затраты материалов и энергии при использовании предлагаемого устройства для очистки газа а качестве второй (и последней) ступени абсорбции при обеспечении санитарных норм по выбросам аммиака и фтора в широких пределах колебаний по содержанию аммиака и фтора.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Устройство для очистки газа, содержащее трубу Вентури, включающую конфузор с патрубком подвода газа, горловину с узлом закручивания газового потока, диффузор с коническим обтекателем, патрубок подвода жидкости, отличающееся тем, что. с целью интенсификации процесса массообмена, узел закручивания выполнен в виде жестко соединенного с обтекателем аксиального конического лопастного завихрителя, ориентированного вершиной навстречу потоку газа и выполненного с диаметром основания, равным диаметру горловины, при этом внутренняя поверхность диффузора выполнена гофрированной.
2. 2. Устройство поп.1,отличающееС я тем, что. оно снабжено диспергатором абсорбционных растворов, размещенным за обтекателем в зоне его аэродинамической тени.