аппарат для очистки газов

Формула изобретения

1. АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ, содержащий корпус с входным тангенциальным патрубком, цилиндроконические элементы, сепарационную камеру с выходным патрубком, центральную трубу для подачи жидкости с разрывами и поярусно установленными оросителями, размещенными внутри цилиндроконических элементов, коническая часть которых выполнена перфорированной и снабжена центральным отверстием, и лопаточные конические завихрители, закрепленные на трубе под отверстием конической части, отличающийся тем, что каждый ороситель выполнен в виде укрепленной в каждом разрыве центральной трубы вставки из пружины с витками из полосовой стали, при этом направление навивки пружины выполнено противоположным направлению закрутки газового потока, а цилиндроконические элементы установлены с возможностью вертикального перемещения и закреплены на центральной трубе посредством конической обечайки, прикрепленной к лопаткам конического завихрителя.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что коническая часть цилиндроконического элемента снабжена поддоном со сливными отверстиями, выполненными в конической обечайке над лопатками конического завихрителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к тепломассообменному оборудованию и может быть использовано для проведения процессов очистки и охлаждения газов, абсорбции, мокрого пылеулавливания.

Известен аппарат для очистки газов, включающий корпус с патрубком подвода газов, установленным над верхним распыливающим конусом, и патрубком вывода газов, трубу для ввода жидкости, сепарационную камеру и распыливающие конусы.

Недостатками известного аппарата являются малая интенсивность массообмена из-за низкой степени смачивания газа, наличие застойных зон, малая величина движущей силы процесса.

Из известных наиболее близким к изобретению по технической сущности является аппарат для очистки газов, включающий корпус с патрубком подвода газов, установленным над верхним распыливающим конусом, и патрубком вывода газов, штуцер для слива жидкости, трубу для ввода жидкости, сепарационную камеру и распыливающие конусы, установленные меньшими основаниями вниз, причем труба для ввода жидкости снабжена осевыми коническими завихрителями, установленными большими основаниями вниз по ходу газового потока под меньшими основаниями распыливающих конусов, при этом распыливающие конусы, кроме первого по ходу газового потока, снабжены цилиндрическими обечайками, прикрепленными к их большим основаниям, и установлены с зазором с корпусом аппарата.

В известном устройстве в качестве оросителя использовано плоское кольцо, укрепленное на трубе для подачи жидкости с размещением отверстий в трубе над кольцом. Однако из-за того, что количество подаваемой жидкости на орошение не зависит от расхода газа, его смачивание далеко от оптимальных значений и в ряде случаев приводит к перерасходу жидкости. Кроме того, газ при проходе через каждую ступень очистки подвергается орошению свежей жидкостью, что, хотя и несколько повышает движущую силу процесса, но экономически неоправданно. При распылении жидкости ее капли лишь с поверхности насыщаются примесями газа, когда же эти капли проходят через перфорацию конической части цилиндроконического элемента, они многократно дробятся с освобождением чистых слоев жидкости в каждой капле, которые повторно не используются и стекают по стенке корпуса на дно с последующим выводом из аппарата. Установка лопаточных конических завихрителей под отверстием конической части цилиндроконического элемента без ограничительной обечайки приводит к недостаточной степени закрутки газа из-за того, что его значительная часть при выходе из отверстия конической части сразу поступает в радиальном направлении, минуя дополнительную закрутку. Это снижает интенсивность контакта фаз и степень сепарации.

Технический результат изобретения состоит в повышении качества очистки газа и снижении расхода жидкости.

Технический результат достигается за счет того, что в аппарате для очистки газов, включающем корпус с входным тангенциальным патрубком, центральную трубу для подачи жидкости с поярусно установленными оросителями, размещенными внутри цилиндроконических элементов, коническая часть которых выполнена перфорированной и снабжена центральным отверстием, и лопаточные конические завихрители, закрепленные на трубе под отверстием конической части, согласно изобретению каждый ороситель выполнен в виде укрепленной в разрыве центральной трубы вставки из пружины с витками из полосовой стали, причем направление навивки пружин выполнено противоположным направлению закрутки газового потока, а цилиндроконичеcкие элементы установлены с возможностью вертикального перемещения и закреплены на центральной трубе посредством конической обечайки, прикрепленной к лопаткам конического завихрителя.

Технический результат решается также за счет того, что коническая часть цилиндроконического элемента снабжена поддоном со сливными отверстиями, выполненными в конической обечайке над лопатками конического завихрителя.

На фиг. 1 схематично показан аппарат для очистки газов, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1.

Аппарат для очистки газов содержит корпус 1 с входным тангенциальным патрубком 2, сепарационную камеру 3 с выходным патрубком 4, центральную трубу 5 для подачи жидкости. Труба 5 снабжена поярусно установленными оросителями 6, каждый из которых выполнен в виде укрепленной в разрыве трубы вставки из пружины 7 с витками из полосовой стали. При этом направление навивки пружины 7 выполнено противоположным направлению закрутки газового потока. Пружины 7 размещены на уровне цилиндрической части 8 цилиндроконического элемента, коническая часть 9 которого выполнена перфорированной и снабжена центральным отверстием 10. Под отверстием 10 прикреплены к трубе 5 лопаточные конические завихрители 11. Цилиндроконические элементы установлены с возможностью вертикального перемещения, для чего их цилиндрическая часть 8 снабжена радиальными упорами 12, контактирующими со стенкой корпуса 1, и закреплены на центральной трубе 5 посредством конической обечайки 13, прикрепленной к лопаткам конического завихрителя 11. При этом целесообразно, чтобы коническая часть 9 была снабжена поддоном 14 со сливными отверстиями 15, выполненными в конической обечайке 13 над лопатками конического завихрителя 11. Нижний торец корпуса 1 снабжен сборным лотком 16 со сливной трубой 17. Сепарационная камера 3 имеет сливной патрубок 18 для удаления жидкости с продуктами очистки.

Аппарат для очистки газов работает следующим образом.

Загрязненный газовый поток поступает в корпус 1 аппарата через тангенциальный патрубок 2, закручивается и вихревым потоком движется вниз. Орошающая жидкость подается в центральную трубу 5 и распределяется через оросители 6 в виде пленочных винтообразных завес, которые многократно пересекают вращающийся нисходящий поток газа. Орошающая жидкость подхватывается закрученным газовым потоком, направляется к конической части 9 и частично к цилиндрической части 8. Жидкость, попавшая на цилиндрическую часть 8, стекает в виде пленки на коническую часть 9 и повторно дробится при проходе через ее перфорацию. Жидкость, прошедшая перфорацию конической части, попадает на стенку корпуса и сливается вниз. Газожидкостная смесь далее через отверстие 10 попадает в кольцевой канал, образованный лопаточным коническим завихрителем 11 и конической обечайкой 13 и дополнительно закручивается. Поскольку коническая обечайка ограничивает сечение канала, при таком взаимодействии газа и жидкости при дополнительной закрутке и высокой скорости движения создаются весьма благоприятные условия для интенсивного тепломассообмена из-за создания высокоразвитой и непрерывно обновляющейся поверхности контакта фаз. При выходе из конической обечайки 13 газожидкостная смесь сепарируется за счет центробежных сил, отбрасывающих жидкость на стенку корпуса. Пленочная жидкость стекает в лоток 16 и по трубе 17 направляется на дно камеры 3. Частично очищенный газ поступает в сепарационную камеру, где резко теряет скорость, вследствие чего капельная жидкость сепарируется и стекает на дно камеры 3. Наличие лотка 16 со сливной трубой 17 предотвращает повторный подхват жидкости, стекающей с поверхности стенки корпуса 1. Из сепарационной камеры 3 очищенный газ через патрубок 4 направляется потребителю. При увеличении расхода газа и соответственно повышении напора на коническую часть 9 пружины 7 растягиваются с увеличением зазора между их витками, что увеличивает расход жидкости. При этом цилиндроконические элементы смещаются вниз вместе с нижней частью трубы 5, а радиальные упоры 12 скользят по поверхности стенки корпуса 1. При снижении расхода газа и уменьшении напора на коническую часть 9 пружины 7 благодаря своей упругости сжимаются с уменьшением зазора между витками, что соответственно снижает расход жидкости. Цилиндроконические элементы при этом вместе с нижними участками трубы 5 поднимаются вверх. Так как направление навивки пружины 7 выполнено противоположным направлению закрутки газового потока, создаются благоприятные условия для многократного пересечения пленочных завес вращающегося потока газа с эффективным перемешиванием, что позволяет интенсифицировать фазообмен. В случае установки поддонов 14 частично отработанная жидкость пересекает перфорацию конической части 9 и попадает на поддон 14, при этом в результате дробления капель жидкости освобождается свежая жидкость из глубинных слоев капель. Далее собранная на поддоне жидкость с восстановленными в значительной мере абсорбционными свойствами попадает через отверстия 15 в канал, образованный коническим завихрителем 11 и конической обечайкой 13. Поскольку отверстия 15 размещены в горловине конфузоpно-диффузорного участка, где конфузором служит коническая часть 9, а диффузором - коническая обечайка 13, в этой зоне создается разрежение, под действием которого стекающая из поддонов жидкость снова распыляется в потоке газа, что приводит к дополнительному фазообмену.

Данный аппарат для очистки газов позволяет повысить качество очистки газа за счет оптимизации расхода жидкости при переменных расходах газа и интенсификации фазообмена благодаря установке оросителя в виде пружины, установленной с возможностью осевой деформации, а также за счет установки конической обечайки снаружи конического завихрителя. Качество очистки газа достигается также за счет повторного использования частично отработанной жидкости при установке поддонов. При этом обеспечивается снижение расхода жидкости в 1,2-1,3 раза.