Скруббер вентури

(5 р В 01 Р 47/10 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Фиг./ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институтим. С. М. Кирова(56) 1. Очистка промышленных газовв скрубберах Вентури, ЦНИИТЭНефтехим,сер. Промышленная и санитарная очистка газов, М., 1972.2. Патент США3584440,кл. В 01 Р 47/10, 15.06.71 (прототип).(54) (57) 1. СКРУББЕР ВЕНТУРИ, включаюший конфузор с конической вставкой,горловину и диффузор, форсунку орошения, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки газа за счет устранения поперечной неравномерности газового потока, коническая вставка выполнена в виде многовитковой спирали, прилегаюшей к стенкам конфузора, и установлена на расстоянии от начала конфузора 0,2- 0,25 его длины, причем длина вставки равна половине длины конфузора.2. Скруббер Вентури по п. 1, отличающийся тем, что вставка выполнена из перфорированного листа.3. Скруббер Вентури по п. 1, отличающийся тем, что вставка выполнена из гофрированного листового материала, причем гофры расположены перпендикуляр. но движению газового потока.Изобретение относится к конструкции тепломассообменных аппаратов и может быть применено в химической, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности, например для мокрой очист ки газов от взвешенных частиц, охлажде 5 ния газов и конденсации паров, абсорбци газов жидкостью, проведения химических реакций в системе газ - жидкость твердое.Известен аппарат для тепломассообмен ных процессов, имеющий профиль Вентури, распылитель жидкости, патрубки входа и выхода газа, подачи и слива жидкости 11,Недостаток известного аппарата с профилем Вентури заключается в неравномерном распределении газа и жидкости по се 15 чению конфузора СВ. Для подачи газа в СВ традиционно используется газоподводящее устройство типа колено, При движении газа в колене со скоростью 10-15 м(с (оптимальные скорости в промышленныхгазоходах) за счет действия центробежных сил газ отжимается к наружному радиусу колена, что приводит к сильной поперечной неравномерности, которая сохраняется при движении газа в конфузоре СВ. Подача жидкости в СВ осуществляется чаще всегофорсунка ми центробежно-струйного типа, которые образуют сплошной конус из струй и капель орошающей жидкости. Экспериментами установлено, что газ в недостаточной степени проникает внутрь конуса жидкости, вытекающей из форсунки. В массо- обмене участвуют в основном капли, расположенные вблизи образующей конуса, Факт этот дополнительно усиливает неравномерность распределения газа в конфузорной части СВ.35Наиболее близким к изобретению является Скруббер Вентури, включающий конфузор с конической вставкой, горловину и диффузор, форсунку орошения 12.Данное устройство характеризуется недостаточной эффективностью взаимодей ц ствия фаз и неравномерностью распределения газа по сечению скруббера. Здесь конические отражатели предназначены для образования пленки жидкости на их поверхности. Это способствует неравномерному 4 распределению жидкости как по сечению конфузора, так и перед входом жидкости в горловину скруббера. Процесс контактирования фаз в кольцевых каналах этой конструкции не отличается от процесса взаимодействия фаз в полом скруббере без 0 отражателей. Конические отражатели здесь предназначены в основном для изменения проходного сечения горловины.Цель изобретения - повышение степени очистки газа за счет устранения поперечной неравномерности газового потока,Поставленная цель достигается тем, что в скруббере Вентури, включающем конфузор с конической вставкой, горловину и диффузор, форсунку орошения, коническая вставка выполнена в виде многовитковой спирали, прилегающей к стенкам конфузора, и установлена на расстоянии от начала конфузора 0,2-0,25 его длины, цричем длина вставки равна половине длины конфузора.Кроме того, вставка может выполняться либо из перфорированного листа, либо из гофрированного листового материала с расположением гофр перпендикулярно движению газового потока.На фиг. 1 схематически представлено устройство аппарата скруббера Вентури, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1.Аппарат включает конфузор 1, вставку 2 коническую спиральную, форсунку 3, горловину 4, диффузор 5.Аппарат работает следующим образом (случай абсорбции газа).Газовая смесь проходит последовательно конфузор 1, горловину 4 и диффузор 5, Орошающая жидкость поступает в аппарат через форсунку 3. На выходе из форсунки происходит дробление жидкости на капли и поглощение компонента из газовой смеси. При этом насыщаются поверхностные слои капель. Попадая на поверхность спиральной конической вставки 2, капли жидкости растекаются в пленку, и происходит усреднение концентрации поглощаемого компонента, Упругость паров поглощаемого компонента над пленкой жидкости снижается. Увеличивается движущая сила процесса абсорбции.В период движения газожидкостного потока в узких каналах спиральной вставки происходит активное взаимодействие газа и жидкости, а также устранение поперечной неравномерности по газу и жидкости. На выходе из спиральной вставки пленка жидкости разрывается на отдельные капли, которые вторично дробятся в области высоких скоростей газа в горловине с образованием новых поверхностей контакта фаз. Такое последовательное, ступенчатое развитие поверхности контакта фаз позволяет достигнуть высокой эффективности поглощения компонентов из газовых смесей и очистки газа от пыли в одном скруббере.Аппарат может работать в режиме восходящего прямотока, когда газ и жидкость подводятся снизу.Спиральная коническая вставка может быть изготовлена из перфорированного листа. Это позволяет более равномерно распределить жидкость по обеим поверхностям спиральной конической вставки. Сплошной конический факел жидкости, образованный центробежной струйной форсункой, падает на внутреннюю поверхность спиральной конической вставки. Наружная поверхность вставки орошается жидкостью, отражен1064993 Д-А ной от внутренней поверхности вставки.Сквозные отверстия в спиральной конической вставке позволяют перевести часть жидкости с внутренней поверхности на наружную,5Выполнение спиральной конической вставки из перфорированного листа способствует также и более равномерному распределению газа по сечению конфузора,Выбор геометрических размеров спиральной конической вставки основан на 10следующих экспериментальных данных,Скоростная киносъемка взаимодействиякапель определенного размера с ускоряющимся газовым потоком в конфузоре трубы Вентури показывает, что весь процессн15взаимодеиствия фаз можно разделить натри этапа.Первый этап - распад струй жидкости,вытекающий из центробежно-струйной форсунки на отдельные капли определенногоразмера. Известно, что в момент образования капель при распаде струй наиболееинтенсивно протекают массообменные процессы.Второй этап - пульсирующий разгонкапель в потоке газа средней по отношению к конфузору скорости. Поверхностькапель блокируется абсорбируем ым веществом. Градиент концентрации в потоке газа и на поверхности капли снижается, интенсивность процесса абсорбции падает.Требуется обновление поверхности,Третий этап - регулярная деформацияи дробление капель. Они протекают в зонеповышенных скоростей перед горловинойи в горловине трубы Вентури. Таким образом, эффект трубы Вентури заключается во вторичном дроблении капель в зоне З 5высоких скоростей и дополнительном развитии поверхности контакта,Наименее интенсивно процесс абсорбции протекает на втором этапе.Предлагаемая спиральная коническаявставка устраняет этот недостаток. Кап Оли жидкости, попадая на поверхность спиральной конической вставки, растекаютсяи освобождают заключенную внутри капли свежую жидкость для абсорбции поглощаемого компонента газовой смеси. Градиент концентрации увеличивается. Вся длина конфузора (Ек)трубы Вентури делится на три части.Первая часть длиной (0,2-0,25) 1 к предназначена для формирования капель изструй жидкости центробежно-струйной форсунки, Параметры центробежно-струйнойфорсунки рассчитываются таким образом,чтобы факел распыла полностью перекрывал сечение спиральной конической вставки. Вторая часть конфузора длиной Е /2занята спиральной конической вставкой.В зоне наименее интенсивного взаимодействия капель с потоком газа среднейскорости происходит, как указывалось раньше, обновление поверхности капель жидкости. Процесс интенсифицируется.Последняя четверть наиболее интенсивного взаимодействия фаз выбрана из следующих соображений.Последняя четверть конфузора характеризуется наибольшим ускорением газового потока, т, е. приращения скорости газа на единицу длины конфузора на последней четверти составляют максимальные значения,На выходе из спиральной коническойвставки жидкость снова формируется в отдельные капли. Капли, попадая в зону повышенных скоростей, подвергаются вторичному дроблению с образованием новыхповерхностей контакта фаз.Применение конической спиральнойвставки наряду с сохранением преимуществскубберов как интенсивного и высокоэффективного распыливающего аппарата (благодаря увеличению времени пребыванияжидкости) делает их конкурентоспособными с противоточными насадочными и барботажными абсорберами по сопротивлению,расходу энергии и капитальным затратам.Спиральная вставка может быть установлена в действующих скрубберах с цельюповышения эффективности пылеулавливания, тепло- и массопередачи, либо с цельюснижения энергетических затрат на единицу перерабатываемого газа.Таким образом, скруббер Вентури с вставкой в виде многовитковой спирали являетсявысокоэффективным и экономичным аппаратом и может с успехом применяться длямокрой очистки газов. ВНИИПИ Заказ 10679/6Тираж 633 ПодписноеФилиал ППП Патент,г. Ужгород, ул. Проектная, 4