Циклонно-пенный скруббер

, 80 1011185 А Зб 9 В 01 Р 45 14 В 0 П 4 4 ГОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Б ;. ". ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУг( 1,0зов, он снабжен кольцевой коробкойс патрубком подвода жидкости, размеценной в верхней части центральнойтрубы, при этом труба в этой частивыполнена перфорированной..(71) Ленинградский технологическийинститут холодильной промышленности(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 413964, кл. В 01 Р 47/00, 1967.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 3217389,кл. В 01 О 3/30,1980, с.23-26.:,(54)(57) 1, ЦИКЛОННО-ПЕННЫЙ СКРУББЕР,включающий корпус с днищем, централь"ную трубу для ввода газа, эавихритель, размещенный соосно ей, конический.или цилиндрический стакан с сепаратором в верхней части и патрубкиввода и вывода жидкости и вывода газа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения эффективности очист.ки газа путем создания организованных потоков газа и жидкости, скруббер снабжен дополнительным завихрителем, коническим или цилиндрическимстаканом и сепаратором, размещенныминад сепаратором двумя коаксиальными цилиндрическими перегородками, одна иэ которых прикреплена к дополнительному сепаратору, а другая к основному, при этом нижняя кромка перегородки, прикрепленная к дополнительному сепаратору, размещена над нижним днищем корпуса, а верхняя кромка перего. родки, прикрепленная к основному сепаратору, размещена под дополнительным сепаратором, центральная труба снабжена охлаждающей рубашкой переменного сечения с трубками в средней части, при этом нижний конец рубашки соединен с эавихрителем, а трубок с дополнительным завихрителем.2. Скруббер по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что конические стаФ каны установлены одйн над другим по высоте корпуса и направлены один к другому большими основаниями.3. Скруббер по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью предварительного охлаждения горячих га- ЯИзобретение относится к техникетепловлажностной обработки газов сцелью их охлаждения или нагрева иочистки от загрязнителей в различных отраслях промышленности, например, при получении инертных газов ипри очистке и охлаждении газов в металлургии,Известно устройство для мокройочистки газа, которое содержит корпус, внутри которого и соосно с ним 10установлена труба с форсункой и с закручивающим устройством, размещенным .на выходе газа из нижней части трубы,которое совместо с переливным стаканом, расположенным коаксиально трубе и корпусу в кольцевом пространстве, обеспечивает создание пенногослоя определенной высоты, Закручивающее устройство расположено на .некотором расстоянии от дна аппарата и 2 Оне связано.с переливным стаканом, ас помощью перемещения стакана по вертикальной оси аппарата задается необходимая высота пенного слоя 1.К недостаткам этого устройстваследует отнести то, что регулирова"ние высоты пены с помощью перемещения стакана, через который проходитпереливная труба, существенно усложняет конструкцию и вызывает значительные неудобства при эксплуатации аппарата. Кроме того, подача всей жидкости, необходимой для орошения, в гор"ловину трубы. Вентури и последующийповорот газожидкостной смеси на 90 фв завихрителе приводит к значитель"ным потерям напора по газу и к частичному разделению потока на фазы,что приводит к образованию крупныхгазовых конгламераций, существенноуменьшающих поверхность контакта меж. 40ду газом и жидкостью и, следователь"но, к снижению эффективности тепломассопереноса.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемо. 45му результату является циклонно-пенный.скруббер, включающий корпус сднищами, центральную трубу для вводагаза, завихритель, размещенный соосно трубе, конический стакан с сепаратором в верхней части и патрубкиввода и вывода жидкости и вывода газа 21К недостаткам данного устройстванеобходимо отнести то, что подачаводы навстречу потоку увеличиваетсопротивление аппарата, а наличиезазора между сливной трубой и верхним кольцом эавихрителя вовлекает врециркуляцию загрязненную и нагретую воду, что приводит к снижению 60эффективности очистки по абсорбируемой водой примеси и степени охлаждения газа. Кроме того, установка эавихрителя на днище аппарата не позволяет создать отстойную зону для улов 65 ленного шлама, а сепаратор установлен таким образом, что разделяемыйгазожидкостной поток движется к центтальной трубе, приводит к увеличениюпленок жидкости вверх по наружной поверхности трубы, срыву их газовымпотоком и выносу капельной влаги иэаппарата. Помимо этого, для качест.венной очистки газа на одну установку приходится ставить два аналогичных аппарата, работающих последова"тельно, что требует значительногообъема монтажных работ и дополнительных затрат энергии при эксплуатации.Цель изобретения - повышение эффективности очистки газа- путем создания организованных потоков газа ижидкости.Пэставленная цель достигается тем,что циклонно-пенный скруббер, включающий корпус с днищами, центральнуютрубу для ввода газа, завихритель,размещенный соосно трубе, коническийстакан с сепаратором в верхней частии патрубки ввода и вывода жидкостии вывода газа, скруббер снабжен дополнительными завихрителем, коническим или цилиндрическим стаканом исепаратором, размещенными над сепаратором двумя коаксиальными цилиндрическими перегородками, одна иэкоторых прикреплена к дополнительному сепаратору, а другая к основному,при этом нижняя кромка перегородки,прикрепленная к дополнительному сепаратору, размещенная над нижним днищем корпуса, а верхняя кромка перегородки, прикрепленная к основномусепаратору, размещена под дополнительным сепаратором, центральная тру.ба снабжена охлаждающей рубашкой переменного сечения с трубками в сред".ней части, при этом нижний конец рубашки соединен с завихрителем, а трубок - с дополнительным эавихрителем.Конические стаканы установленыодин над другим по высоте корпуса инаправлены один к другому большимиоснованиями.Кроме того, скруббер снабжен кольцевой коробкой с патрубком подводажидкости, размещенной в верхней части центральной трубы, при этом трубав этой части выполнена перфорированно.На фиг, 1 приведен предложенныйдвухступенчатый циклопенный скруббвробщий вид 1 на фиг. 2 - разрез А-Ана фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б-Бна фиг1,Аппарат содержит корпус 1, в кото.ром соосно в ним установлена центральная труба 2 с рубашкой 3 переменного сечения, при этом нижний срезцентральной трубы и рубашки находятся в одном сечении. Непосредственнок кромке нижнего среза рубашки крепится верхнее кольцо многолопаточнора б по диаметру больше, чем нижнеекольцо эавихрителя потока 8, и по на 20 25 35 40 45 50 15 с патрубком 16, а сама труба внутри коробки имеет перфорацию, приэтом оси отверстий перфорации пересе патрубок 17, расположенный вне корпуса аппарата, и элиптические трубки 18, согнутые под углом 90 и служащие для вывода части потока жидкос 60 ти иэ рубашки на уровне днища конического или цилиндрического стакана 7, кроме того, площадь сечения рубаш. ки после эллиптических трубок по ходу движения потока жидкости меняет го завихрителя потока 4, нижнее кольцо. завихрителя является днищем конусного стакана 5, который ограничиваетреакционный объем первой стадии очист ки, при этом конусный стакан 5 крепится к днищу меньшим основанием, ак большему основанию крепится нижнеекольцо сепаратора 6 гаэожидкостного потока, верхнее кольцо которого о 1 ра. цичивает объем первой стадии очисткии одновременно является днищем верх"него конусного стакана 7, ограничивающего по диаметру зону второй стадии очистки, Верхнее кольцо сепарато" ружному периметру верхнего кольцасепаратора б установлена цилиндрическая перегородка 9, К верхнему кольцу завихрителя 8 большим основанием крепится конический стакан 7, на меньшем верхнем основании которого устанавливается центробежный сепаратор10, при этом верхнее кольцо сепаратора ограничивает объем второй стадии очистки сверху и по его наружному периметру крепится нисходящая цилиндрическая перегородка 11 с диаметром большим чем цилиндрическая перегородка 9, но с меньшим чем диаметркорпуса 1 аппарата. Днище конусногостакана 5 установлено с зазором отднища корпуса 1 аппарата таким образом, что между ними образуется определенный объем, при этом нижний срезперегородки 11 расположен ниже днища конусного стакана 5, но не доходит до днища корпуса 1 аппарата, ацилиндрические перегородки 11 и 9вместе с корпусом 1 аппарата образуют концентрические кольцевые прохо"ды. В пространстве между верхним кольцом сепаратора 10 и выходным пат. рубком 12 установлен каплеотделитель 13, перекрывающий все кольцевое пространство между рубашкой и корпусом аппарата 1. Корпус аппарата 1 снабжен патрубком для выхода очищенного и охлажденного газа и патрубком 14 для слива отработанной жидкости. Центральная труба 2 с рубашкой 3 про,ходит через верхнюю крышку аппаратаи в непосредственной близости отфланца подсоединения к источнику горячих газов имеет кольцевую коробку каются на оси трубы, Рубашка 3 имеет 5 10 30 ся таким образом, чтобы на участкеот трубок до открытого торца рубашкиона была заполненажидкостью по всему сечению,Устройство работает следующим образом.Подлежащий обработке горячий, загрязненный сажистыми частицами гаэподается через входной фланец центральной трубы 2 и встречается с жид-,.,костной завесой, образуемой тонкимиструями жидкости, вытекающими иэ перфорации в трубе. Жидкость при встрече с газовым потоком дробится на мел.кие капли, подхватывается потоком ипри совместном движении с горячим газом начинает испаряться. Испареннаявлага сорбируется сажистыми частица-,ми и другими механическими эагряэни-.телями, при этом снижается температура газового потока. Далее двухфазнаясмесь доходит до нижнего среза центральной трубы и при повороте на 90встречается с потоком жидкости, которая поступает в рубашку 3 через патрубок 17 и, двигаясь вдоль централь-.ной трубы, охлаждает ее, при этомчасть жидкости выводится из рубашкичерез эллиптические сегментные выводы 18, а часть вытекает иэ открытого нижнего среза рубашки. При встре-че газового потока с жидкостью происходит дробление его на мелкие пузырьки и эта смесь попадает на завихритель 4, где приобретает вращательное движение. С целью предупреждения сепарации смеси на завихрителе, лопатки последнего расположены.таким образом, что смесь выхо 11 ит иззавихрителя по касательной к окружности, описанной по концам лопаток,которые расположены с зазором отстенки конического стакана 5. Вследствие этого происходит вторичноедробление пузырьков газа и двухфазная смесь движется в активней .зоне,не прямолинейно, а по восходящей спирали, что обеспечивает более длительный контакт фаз и вызывает перемешивание газа внутри газового пузыря.Образовавшаяся внутри объема, ограниченного конусным стаканом 5 динамическая пена поднимается до сепаратора б и в последнем разделяется нагаз и жидкость. Жидкость под действием силы тяжести по кольцевому зазору переменного сечения, образованному наружной стенкой стакана 5 и цилиндрической перегородкой 11, стекает в ниэ аппарата, а газ по кольцевому зазору между цилиндрическими пврегородками 11 и 9 поднимается вверх,огибая торец перегородки 9, и покольцевому зазору между перегородка"ми 9 и 11 и далее между перегородкой.9 и стаканом попадает на завихрительпотока 8,на выходе из которого встречается под неременным углом с жидкос 1011185тью,которая подается иэ рубашки центральной трубы через выводные сегментные эллиптические трубки 18,При встре .че жидкостного и газового потоков газдробится на мелкие пузырьки и двухфазный поток стабильной гаэожидкостной пены поднимается в объеме, ограниченном стаканом 7, к центрббежному сепаратору 10. В центробежномсепараторе 10 происходит отделениежидкости от газового потока. Жидкость по кольцевому зазору, образованному перегородкой 11 и корпусомаппарата 1, стекает в нижнюю частьаппарата, гаховый поток, содержащиймельчайшие капельки влаги, попадает. 15:на каплеотделитель 13, где происхо"дит отделение остаточной капельнойвлаги (тумана) от газа. Жидкость постенке аппарата стекает вниз, а осушенный от капельной влаги (тумана) 20газ выводится из аппарата через пат.рубок 12. Собравшаяся в нижней части аппарата жидкость, в которой содержатся поглощенные иэ газа загрязняющие вещества, выводится иэ аппа- р 5рата через патрубок 14,Охлаждение и очистка газа в аппарате происходит в три стадии,Первичное охлаждение газа производится в центральной трубе эа счетиспарения капель жидкости, разбрызгиваемой в потоке, и жидкостной пленки, которая образуется на внутреннейповерхности центральной трубы.. Вторая стадия охлаждения и очистки начинается при встрече газовогои жидкостного потоков в завихрителе4 и продолжается в слое стабильнойпены до разделения ее на сепараторе6. При этом происходит интенсивныйтепломассообмен между пузырьками газа и жидкостными пленками, обвала- кивающими пузырьки. При испарении пленок жидкости объем газового потока увеличивается и, чтобы сохранить постоянство скоростидвухфазного по-. тока в первой степени аппарата, стакан 5, ограничивающий реакционный объем, сделан конусным, расширяющимся по ходу движения потока пены,Третья стадия охлаждения и очистки происходит во второй ступени аппарата и начинается от момента встре чи газового потока с жидкостью в завихрителе 8. Во второй ступени в слое динамической стабильной пены происходит конденсация паров жидкости иэ парогаэового потока и охлаждение газовых пузырьков за счет конвек. тивной передачи тепла. Так как при конденсации паров жидкости происходит уменьшение объемного расхода газа, .то для поддержания постоянной скорости двухфазного потока в реак" ционном объеме, ограниченном стаканом 7, последний делается конусным, сужающимся по направлению движения потока..Экономический эффект от внедрения данного аппарата складывается иэ снижения стоимости изготовления и монтажа по сравнению с известным устройством за счет уменьшения металлоемкости монтажных и изоляционных работ, снижения эксплуатационных затрат эа счет меньшего потребления энергии и уменьшения капитальных вложений в производственные фонды эа счет исклю. чения двух единиц технологического оборудования.