Пенный аппарат

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕНИХРЕСПУБЛИК 504 В 01 Р 47 04 и сьев,3. 4)(57) 1. ПКН щий цилиндричес одвода газа, с оя, орошающее(71) Волжский филиал Ленинградсгосударственного научно-исследотельского и проектного институтосновной химической промышленно(56) Авторское свидетельство СССУ 578091, кл. В 01 П 47/04, 1977Авторское свидетельство СССРВ 1053859, кл. В 01 Р 47/04, 198 ЪЙ АППАРАТ, включаюий корпус, патрубокабилизатор пенногоустройство, сборник жидкости и патрубок отвода газа, р т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки газов, он. снабжен горизонтальной перегородкой, размещенной внутри корпуса с кольцевым зазором с диаметром 0,90-0,96 диаметра корпуса с усеченньак конусом, расположенным на перегородке, диаметр нижнего основания которого равен 0,80- 0,95 диаметра перегородки, а диаметр верхнего основания - 0,6-0,7 диаметра корпуса.2Аппарат по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что стабилизатор пенного слоя выполнен в виде радиальных наклонных пластин, размещенных между боковой поверхностью конуса и корпусом аппарата.Изобретение относится к технике мокрой очистки газов и может быть использовано для проведения тепло- и массообмена между газом и жидкостью, а также для технологической и санитарной очистки газов в химической промьппленности и других отраслях народного хозяйстеа.Цель изобретения - повышение эффективностиочистки хазов путем интенсификации массообмена и уменьшения .брызгоуноса жидкости.На,чертеже схематично показан пенный аппаратПенный аппарат содержит корпус 1 с входным патрубком 2 газа, горизонтальную перегородку 3. орошающее устройство 4, конус 5, сборник 6 жидкости с патрубком 7 для ее отвода, стабилизирующие наклонные пластины 8 и выхлопной патрубок 9.Аппарат работает следующим образом. 10 20 50 Внутрь корпуса 1 через патрубок 2 входа подают загрязненный примесями гаэ в пространство под перегородкой 3, Сверху на перегородку через орошающее устройство подают жидкость. Прохо- дя кольцевой зазор между, стенками30 корпуса 1 и периметром перегородки 3, газ вступает во взаимодействие с жидкостью; стекающей на перегородку. Происходит взаимное диспергирование, газа и жидкости с образованием в рабочем пространстве над перегородкой газожидкостного пенного слоя с высокоразвитой поверхностью контакта фаз, в котором происходит очистка газа от примесей или другие тепло- и массообменные процессы. Отработанная жидкость, протекая через кольцевой зазор, попадает в сборник 6 и выводится иь процесса через патрубок 7.В рабочем пространстве над перегородкой часть энергии газового пото 45 ка расходуется на закручивание газо- жидкостного слоя, которое происходит в результате механического взаимодействия с наклонно установленными радиальными пластинами стабилизатора пены, которые и сообщают слою вращательное движение. Вращение слоя способствует его турбулизации, что также повышает межфазнуюконтактную поверхность и ее обновляемость. 55 Пройдя газожндкостный слой, газ; содержащий капли жидкости, дополнительно закручивается теми пластинами, которые установлены выше слоя пены. Под действием центробежных сил капли (брызги) отбрасываются к стенкам корпуса и снова стекают в слой (рециркулируют). Очищенный от примесей и капель жидкости гаэ через выхлопной патрубок 9 выбрасывают в атмосферу или отводят на технологические нужды.Рабочее пространство аппарата расширяется снизу вверх за счет установки усеченного конуса. Это позволяет получить следующие преимущества: скорость газа в рабочем пространстве снижается постепенно, основной тепло- и массообмен между газом и жидкостью происходит в нижней части гаэожидкостного слоя - области наибольшей турбулизации. В верхней части слоя также осуществляется тепло- и массо- обмен,но основноеее значение - не допустить уноса жидкости из нижней части слоя выходящим газом. Струи, брызги и пленки жидкости, увлекае- мые газовым потоком из нижней части слоя, задерживаются верхними низкоскоростными более спокойными слоями.При этом образование в центре воронки закрученного потока газа исключено установкой в центральной- зоне аппарата усеченного конуса.1Диаметр перегородки выбран равным 0,90-0,96 диаметра корпуса (см. табл. 1). Интервал обусловлен не" обходимостью создания требуемой скорости газов в зазоре, равной 15"20 м/с, и скорости газов в полном сечении аппарата, равной 2,0" 2,5 м/с, для достижения оптимальной высоты гаэожидкостного слоя.Зависимость высоты газожидкостного слоя от отношения диаметра перегородки к диаметру корпуса при скорости газов на уровне верхнего ос. нования конуса 3,2 м/с, плотности орошения 0,2 л/мгаза, нижнем диаметре конуса 0,3 м, верхнем диаметре 0,15 м при диаметре аппарата 0,5 м представлена в табл. 1.1212515 Таблица 1 0,85 0,9 0,92 0,96 0,97 150200 500600 500700 950- 1050 Захлебывание Высота слоя, мм 1О В аппарате диаметр нижнего основания конуса составляет 0,80-0,95 диаметра перегородки. Величина этогоотношения связана в первую очередьс нагрузкой на аппарат по жидкой 15 фазе. В случае, когда диаметр нижнего основания конуса равен диаметру перегородки, наблюдается интенсивная утечка жидкости. Пенныйслой не возникает совсем. 20Из табл. 2 видно, что уменьшениедиаметра нижнего основанияконуса ниже 0,8 диаметра перегородки нецелесообразно, поскольку начинает по 25 являться тенденция к снижению высотыслоя из-за снижения скорости газов. Зависимость высоты слоя от отношений диаметров перегородки и нижнего ЗО основания конуса при диаметре аппарата 0,5 м, верхнем диаметре конуса 0,15 м, диаметре перегородки 460 мм (0,923 аппарата), скорости газов в полном сечении аппарата 2,4 м/с, плотности орошения 0,2 л/м. газа представ35лена в табл. 2,Таблица 21 т Отношениедиаметров 0,98 . 0,95 0,75 0,85 0,9 0,80300 500 650 650 550 430 Из табл. 2 следует, что оптимальное отношение диаметра нижнего основания конуса к диаметру перегородки равно 0,80-0,95. Диаметр верхнего ос нования усеченного конуса составляет 0,6-0,7 диаметра аппарата, Пределы выбраны исходя из того, что при ско-, рости газов в кольцевом зазоре 15- 20 м/с скорость в верхней зоне слоя 55 должна находиться в пределах 3,0- 3,5 м/с, а при выходе газов из рабочего в сепарационное пространство,ОтношениеЭ перегородоккорпуса Из табл. 1 видно, что увеличение диаметра перегородки (уменьшение проходного сечения) ведет кросту высоты слоя и гидравлического сопротивления аппарата. Когда диаметр перегородки достигает 0,97 диаметра аппарата, утечка жидкостичерез зазор прекращается, высотаслоя начинает расти. Происходитзахлебывание аппарата. Количествожидкости в слое нарастает, а количество газов вследствие роста сопротивления уменьшается. Затем привыравниванйи кинематической энергиигаза и потенциальной энергии жидкости происходит полный провал жидкости через кольцевой зазор, т,е,происходит нарушение режима, очистка газов не происходит, Затем пенный режим в аппарате восстанавливается. Прй уменьшении диаметра. перегородки наблюдается падение вы-соты слоя и гидравлического сопро 1тивления аппарата. Уменьшение диаметра перегородки ниже 0,9 диаметрааппарата нецелесообразно ввиду резкого снижения высоты слоя,т.е. в полном сечении аппарата -2,0-2,5 м/с, которые необходимо выдерживать для достижения высокой эффективности очистки и ликвидации брызгоуноса,Пределы соотношений геометричес-.,ких размеров элементов являются оптимальными для обеспечения наибольшей эффективности пенного аппаратапри минимальном брызгоуносе.Зависимость эффективности улавливания тумана фосфорной кислоты от1212515 соотношения геометрических размеров элементов конструкции пенного аппара та диаметром 0,5 м прн скорости га.зов в полном сечении аппарата 3,2 м/с,и орошении 0,2 л/м представлена втабл. 3. Таблица 3 Эффективность, Й Отношение Брызгоунос, г/мф 0,9 0,9 0,65 0,12 91,8 0,85 0,9 0,65 0,10 88,6 0,9 0,92 0,65 0,10 92,6 0,96 0,9 0,65 0,10 91,9 0,97 0,9 0,65 Захлебывание 0,12 84,7 0,92 0,75 0,65 91,8 0,65 0,92 0,8 0,10 91,2 0,92 0,95 0,65 0,10 0,65 0,92 0,98 0,10 82,3 0,92 0,9 0,55 83,8 0,92 0,9 0,60 92,0 0,12 0,92 0,9 0,70 90,8 0,9 0,92 0,75 0,23 86,4 Отношениедиаметра перегородкикдиаметру корпуса Отношение диаметранизнего основанияконуса к диаметруперегородки верхнегодиаметраконуса книанему1212515 оставитель Н ехред О.Неце венков ей рект ер аз 670/1 ОВНИИПИ 663 го коми ий и от аушскаПодписно 303 ПП "П нт город ул. Проектная, 4 фили Редактор П. Ко Гос елам Носк Тира арственн зобретен Ж, ета СССРытийнаб., д. 4