Пенный аппарат

и.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИ(21) 3381941/23-26 (22) 18.01.82 (46) 15.11.83. Бюл,42 (72) О. С. Ковалев, Э. Я. Тарат, Р. С, Штеле, Л. М. Черемисинов и Р. И. Малкин (71) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный ин-,ститут основной химической промышленности и Волжский филиал Ленинградского государственного научно-исследовательскогои проектного института основной химической промышленности(56) 1. Авторское свидетельство СССР578091, кл. В 01 Р 47/04, 1969. 2, Ужов В. Н., Вальдберг А. Ю. Очистка азов мокрыми фильтрами, М., Химия, 972, с. 209-211.(54) (57) 1. ПЕННЫЙ АППАРАТ, включающий корпус с патрубками подвода и отвода газа, внутри которого размещены тарелка провального типа и стабилизатор пенного слоя, отличающийся тем, что, целью повышения эффективности очистки газов за счет уменьшения брызгоуноса и снижения металлоемкости, стабилизатор выполнен в виде коаксиальных цилиндров и снабжен радиальными пластинами, установленными между цилиндрами под углом 20-80 к оси корпуса, при этом стабилизатор размещен на расстоянии от стенок корпуса, равном (0,1-0,15) Р, где Р - диаметр корпуса.2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что расстояние между цилиндрами составляет 0,1-0,4 Р, а высота цилиндров равна 3 0,01-0,1 Р.55 1Изобретение относится к устройствам для проведения процессов тепломассообмена между жидкостью и газом в химической, металлургической, нефтеперерабатывающей промышленностях и энергетике, а также может быть использовано в любой другой отрасли народного хозяйства для технологической или санитарной очистки газов от твердых или газообразных веществ,Известен пенный аппарат, состоящий из корпуса, внутри которого размещена тарелка провального типа и на ней стабилизатор пенного слоя, выполненный в виде сотовой решетки из вертикальных пластин, при этом в верхней части пенного слоя расположен дополнительный стабилизатор с возможностью перемещения по вертикали, выполненный из наклонных пластин 11,Дополнительный стабилизатор из наклонных пластин позволяет предотвратить появление пульсирующей зоны при высоких линейных скоростях газа, повысить эффективность работы аппарата на 10-15% и снизить брызгоунос на 10-18%.Однако установка дополнительного стабилизатора с наклонными пластинами не решает полностью проблемы брызгоуноса и не увеличивает практическую эффективность очистки газа, так как из аппарата выбрасываются брызги высококонцентрированных растворов и пульп (эффектив ность очистки газа составляет 90-95%).Для сепарации брызг из газов, выходящих из пенных аппаратов, применяются различные виды насадок, которые устанавливаются на выходе из аппарата в виде слоя толщиной 80-200 мм или жалюзийные сепараторы различных профилей. Однако эффективность их невысока, например жалюзийный каплеуловитель капли до 10 мкм улавливает на 60%.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является пенный аппарат, включающий корпус с патрубками подвода и отвода газа, внутри которого размещены тарелка провального типа и стабилизатор пенного слоя 12,Однако дополнительная ступень брызгоулавливания увеличивает сопротивление системы, металлоемкость технологических схем очистки газов, занимает дополнительные производственные объемы, требует дополнительного орошения и усложняет обслуживание.Цель изобретения - повышение эффективности системы очистки газов за счет уменьшения брызгоуноса и снижения металлоемкости. Указанная цель достигается тем, что в пенном аппарате, включающем корпус с патрубками подвода и отвода газа, внутри которого размещены тарелка провального типа и стабилизатор пенного слоя, послед 10 15 20 25 30 3540 45 50 ний выполнен в виде коаксиальных цилиндров и снабжен радиальными пластинами, установленными между цилиндрами под углом 20-80 к оси корпуса, при этом стабилизатор размещен от стенок корпуса на расстоянии, равном (0,1-0,15) Р, где Р - диаметр корпуса,Кроме того, в центробежном элементе расстояние между цилиндрами составляет 0,1-0,4 Р, а высота цилиндров равна 0,01- 0,10 Р.Такое выполнение стабилизатора позволяет получить вращающийся газовый поток. Центробежные силы, возникшие при вращении газожидкостного слоя, отбрасывают капли жидкости к стенке аппарата, Это приводит к снижению брызгоуноса на 90-92% и к повышению эффективности очистки газа непосредственно в пенном аппарате до 99% и позволяет обойтись без дополнительной системы улавливания капель растворов орошения.Наличие в центробежном. элементе коаксиально расположенных цилиндров, соединенных радиально расходящимися пластинами, стабилизирует пенный слой, а установка пластин под углом 20-80 к оси аппарата позволяет закрутить поток газа вместе с верхним слоем пены.Установка пластин под углом меньше 20 к оси аппарата снижает степень крутки потока до таких пределов, что эффективность улавливания брызг снижается до 20%, а установка пластин под углом более 80 сильно увеличивает степень крутки потока, что приводит к значительному увеличению сопротивления аппарата и становится энергетически нецелесообразной.Зазор между корпусом аппарата и стабилизатором, равный 0,1-0,15 Р, создает возможность интенсивного отвода отделенной от газа жидкости. При уменьшении зазора менее 0,1 Р уменьшается объем рабочей зоны стабилизатора, что приводит к снижению эффективности работы аппарата и увеличению гидравлического сопротивления.При увеличении зазора более 0,15 Р часть газового потока пройдет минуя стабилизатор и без очистки выведется из аппарата, что приведет к увеличению брызгоуноса из аппарата.Расстояние между цилиндрами и их высота обеспечивают необходимый технологический объем, в котором образуется стабильный слой пены, При уменьшении расстояния между цилиндрами менее 0,1 Р создается опасность забивки стабилизатора кристаллизующимися жидкостями или пылью. Г 1 ри увеличении зазора более 0,4 Р структура пенного слоя становится более рыхлой, что приводит к уменьшению поверхности контакта фаз и снижению эффективности газоочистки.1053859 НИИПИраж 688илиал ПППУжгород,Заказ 8965/5 Подписное Патент, Ь.2 оектная,3Высота коаксиально расположенных цилиндров стабилизатора также влияет на объем и структуру пенного слоя.При уменьшении высоты цилиндров ниже 0,01 Р высота слоя пены становится незначительной, в результате чего падает эффективность очистки газа, а при увеличении высоты цилиндра более 0,1 Р объем пены внутри стабилизатора возрастает, что приводит к росту гидравлического сопротивления аппарата и к резкому снижению производительности аппарата.На фиг. 1 изображен пенный аппарат, разрез; на фиг, 2 - стабилизатор.Пенный аппарат содержит корпус 1 круглого сечения, снабженный патрубками 2 и 3 для ввода и вывода газа. Орошающая жидкость подается по трубе 4 на стабилизатор 5, установленный с зазором, равным (0,1- 0,15 ) Р-, к корпусу аппарата (Р - диа-. метр аппарата).Тарелка 6 провального типа расположена горизонтально внутри корпуса аппарата и служит для образования и поддержания слоя пены. Для отвода отработанной жидкости аппарат снабжен штуцером 7.Стабилизатор 5 состоит из коаксиально расположенных цилиндров 8, которые соединены радиально расходящимися пластинами 9, установленными под углом 4=20- 80. Расстояние между цилиндрами составляет 0,1-0,4 Р, а высота цилиндров равна 0,01-0,1 Р.Пенный аппарат работает следующим образом.Газ подается через патрубок 2, проходит через тарелку 6, на которой находится жидкость. Струя жидкости подается по трубе 4 на стабилизатор 5 и равномерно распределяется по сечению аппарата. Газ, прой-, дя тарелку 2, образует пену, затем, пройдя между лопатками стабилизатора 5, дробит пузырьки пены, образованные тарелкой, на более мелкие и закручивается.Общая скорость потока складывается из двух скоростей: аксиальной - направленной вертикально вверх, и тангенциальной - направленной в горизонтальной плоскости аппарата. Слой пены над стабилизатором приобретает вращательное движение и отброшенный к стене аппарата он перетекает на тарелку 6 через зазор между корпусом 1 и стабилизатором 5. Газ, очищенный от капель и очищаемых примесей, выбрасывается через патрубок 3 в атмосферу,Для обоснования определения соотношений параметров элементов конструкции проведены опыты на укрупненной лабораторной установке с аппаратом диаметром 0,1 м.Анализ результатов исследований показал, что увеличение высоты цилиндров стабилизатора более 0,10 Р приводит к увеличению высоты пенного слоя, а также резкому росту гидравлического сопротивления, хотя эффективность пылеула вливания и 15 остается постоянной. Увеличение высотыцилиндров экономически нецелесообразно из-за резкого увеличения гидравлического сопротивления; уменьшение высоты цилиндров менее 0,01 Р снижает высоту газожидкостного слоя, гидравлическое сопротивление и эффективность. Уменьшение расстояния между коаксиально расположенными цили ндров экономически нецелесообразно увеличение более 0,4 Р приводит к снижению эффективности пылеулавливания (особенно при увеличении расстояния более 0,4 Р ) .Необходимо отметить; что уменьшениеменее 0,5 Р незначительно снижает эффективность.Анализ величины зазора между стабилиЗо затором и корпусом аппарата показывает,что увеличение более 0,15 Р и уменьшение менее 0,1 Р приводит к снижению эффективности и повышению брызгоуноса (особенно при увеличении зазора более 0,20 Р), увеличение угла наклона пластин к оси апЗ 5 парата более 80 и уменьшение менее 20приводит к интенсивному уносу жидкости из реакционного объема аппарата.Экспериментальная проверка в лабораторных условиях на примере улавливания пыли аммофоса са = 3 мкм показала эф О фективность улавливания 99,95%. Величина эффективности выше при аналогичных условиях, чем в известном пенновихревом аппарате - 98%.