аппарат для мокрой очистки газов

Формула изобретения

Аппарат для мокрой очистки газов, включающий вертикальный цилиндрический корпус, патрубки подвода и отвода газа и воды, патрубок отвода загрязненной воды, ротор с закрепленным на нем диском и коаксиальными цилиндрами с вертикальными щелями, отличающийся тем, что вал ротора выполнен полым перфорированным и диск в нижней части снабжен радиально расположенными вертикальными пластинами, а на внутренней поверхности крышки корпуса закреплены коаксиально цилиндры с вертикальными щелями, выполненные полыми для подачи охлаждающей среды, причем коаксиальные цилиндры ротора расположены с зазором между крышкой аппарата и коаксиальными цилиндрами корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аппаратам, применяемым в различных отраслях промышленности для мокрой очистки газов от мелкодисперсных частиц.

Известен многоцилиндровый роторный аппарат (Голубев И.Ф. и др. Труды ГИАП, вып.5, 1966), состоящий из корпуса, содержащего два ротора из концентрически расположенных цилиндров и вращающихся в противоположных направлениях. В этом аппарате турбулизация (паровой) газовой и жидкой фаз осуществляется за счет вращения ротора, причем фазовые потоки движутся противоточно. Недостатком аппарата является малая производительность по газовой фазе вследствие противоточного движения связанного с захлебыванием и незначительным зазором между цилиндрами. Увеличение зазора между цилиндрами приводит к значительному снижению эффективности массообмена.

Известен высокочастотный массообменный противоточный аппарат, принятый в качестве прототипа (Гистлинг А.М. Хим. маш., N 1, 1960, с. 24), содержащий в вертикальном цилиндрическом корпусе два ротора из коаксиальных цилиндров с вертикальными щелями. Жидкость в аппарате движется под действием центробежных сил от центра к периферии, а газ - навстречу жидкости. Для избежания захлебывания аппарата скорость газовой фазы в кольцевых каналах не должна превышать 5-7 м/с. Недостатком аппарата является малая производительность по газовой фазе, что делает невозможным обработку в аппарате больших количеств газа.

Цель изобретения - увеличение производительности аппарата по газовой фазе и повышение эффективности очистки газа от мелкодисперсных частиц.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат для мокрой очистки газа, включающий корпус, патрубки подвода и отвода газа и воды, патрубок отвода загрязненной воды, ротор с закрепленным на нем диском и коаксиальными цилиндрами с вертикальными щелями, снабжен полым перфорированным валом, а диск в нижней части снабжен радиально расположенными вертикальными пластинами, а на внутренней поверхности крышки корпуса закреплены коаксиально полые цилиндры с вертикальными щелями, причем коаксиальные цилиндры ротора расположены с зазором между крышкой аппарата и коаксиальными цилиндрами ротора. По внутренним полостям коаксиальных цилиндров циркулирует вода, подаваемая для охлаждения рабочей среды.

Отличительным признаком изобретения является удлинение входного патрубка для газа и расположение внутри него центральной перфорированной трубы для подачи жидкости и крепление к крышке корпуса неподвижных полых коаксиальных цилиндров с вертикальными щелями и охлаждение цилиндров циркулирующей водой.

Выполнение входного патрубка для газа удлиненным внутрь ротора и расположение внутри него полого перфорированного вала, через отверстия которого в газовый поток распыливается жидкость в прямоточном режиме, что исключает возможность захлебывания аппарата и допускает прохождение газа через кольцевые каналы со скоростью до 20-40 м/с, что значительно повышает производительность аппарата по газовой фазе и эффективность очистки.

Выполнение неподвижных цилиндров и цилиндров на роторе с вертикальными щелями позволяет накладывать на дисперсный поток многочастотные колебания, интенсифицирующие процесс улавливания пыли диспергированной жидкостью, а выполнение неподвижных цилиндров полыми и подача в них для их охлаждения воды позволяет повысить эффективность очистки газа за счет конденсации водяных паров и осаждения на каплях конденсата частиц пыли. Расход пара, подвешиваемого в газовый поток на входе в аппарат, составляет 10-15% от расхода газа. Нагреваемая в полых цилиндрах вода может быть использована для технологических и бытовых нужд.

На фиг. 1 изображен в разрезе аппарат для мокрой очистки газов; на фиг. 2 - фрагмент вращающегося цилиндра.

Аппарат для мокрой очистки газа состоит из цилиндрического корпуса 1, расположенного в нижней части корпуса шламосборника 2, патрубка для отвода шлама 3, патрубков входа и выхода газа 4 и 5, верхней крышки 6 с закрепленными на ней полыми цилиндрами с вертикальными щелями 7. В корпусе расположен ротор, состоящий из полого перфорированного вала 8 для подачи жидкости и закрепленного на нем диска с щелевыми цилиндрами 10. У основания первого цилиндра на диске 9 расположен равномерно ряд отверстий 11. На верхней крышке расположены патрубки подвода и отвода охлаждающей воды 12 и 13. На нижней поверхности диска расположены вертикальные пластины 14.

Работает аппарат следующим образом. Запыленный газ и пар, подаваемый в количестве 10-15% от объема газа, по удлиненному патрубку поступает в аппарат. Из расположенного по оси патрубка полого перфорированного вала 8 в патрубок 4 распыливается жидкость. За счет вращения вала под действием центробежных сил на пути смеси газа и пара образуется ряд сплошных жидкостных завес, в которых улавливается часть пылевых частиц, преимущественно крупных. За счет охлаждения стенок патрубка изнутри водой, происходит частичная конденсация водяных паров не только в плоскости жидкостных завес, но и по всему объему патрубка, при этом на образующихся капельках конденсата происходит осаждение мелких частиц пыли, что повышает эффективность очистки газа. Вследствие высокой скорости газа под действием возникающих крупно- и мелкомасштабных пульсаций происходит улавливание частиц пыли и пленкой жидкости, движущейся по внутренней поверхности патрубка и непрерывно турбулизуемой как распыливаемой жидкостью, так и трением газового потока.

Под воздействием сил инерции орошающая жидкость и частицы пыли из патрубка сбрасываются на поверхность диска. При вращении ротора жидкость на поверхности диска под действием центробежной силы движется в виде пленки от центра к периферии, т. е. к первому на диске цилиндру, при этом жидкость скапливается у основания цилиндра и далее поднимается по его поверхности вверх, увлекаемая спутно движущимся газовым потоком, при этом поверхность вращающейся жидкости на диске имеет форму параболоида вращения. В этих условиях у основания цилиндра скапливается максимум жидкости, а в нижней части слоя жидкости - максимум уловленных частиц. Чтобы уменьшить возможность зарастания внутренней поверхности аппарата пылью, через отверстия 11 в диске часть жидкости сбрасывается в шламосборник, а осветленная жидкость продолжает движение по поверхности цилиндров.

Поднимаясь по поверхности вращающихся цилиндров, одна часть жидкости через щели перераспределяется, диспергируясь, на следующий неподвижный охлаждаемый цилиндр и по его поверхности стекает вниз, другая часть жидкости совершает полный путь по поверхности вращающегося цилиндра и сплошной завесой через его край перетекает на неподвижный цилиндр. При этом за счет попеременного совпадения и несовпадения вертикальных щелей на неподвижных и вращающихся цилиндрах в газовом потоке возникают упругие колебания (пульсации) газового потока, частоту которых можно регулировать числом щелей и скоростью вращения ротора. Вследствие трения газового потока о поверхность неподвижных и вращающихся цилиндров возникают вихри Тэйлора-Гертлера, а в целом происходит интенсивная турбулизация как газового потока, так и диспергированной и текущей пленки жидкости. Интенсивность улавливания мелких частиц пыли повышается также за счет конденсации в кольцевых каналах паров воды и осаждения на них частиц. С последнего неподвижного цилиндра жидкость сбрасывается вниз и скребками направляется в шламосборник, а газ поднимается в противоположном направлении, вверх к выходному патрубку.

Предлагаемый аппарат для очистки газов может быть применен в тех условиях, когда требуется высокая эффективность очистки газа при незначительных габаритах. К достоинствам аппарата следует отнести наряду с высокой эффективностью работы возможность получения горячей воды для различных нужд.