Способ для очистки газообразных выбросов и устройство для его осуществления

(18 5)5 В 01 ОБР Т ИЯ ПАТЕНТ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР. (71) Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроенияР 2) В,И.Казаков, Ю,С.Попов, А.Ф.Богер и А,А.Крисанов(73) Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения(56) Богатых С.А; Циклонно-пенные аппара. ты. Л Мавиностроение, 1978, с.10.Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1242193, кл, В 01 О 3130, 1986, (54) СПОСОБ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗООБРАЗНЫХ ВЫБРОСОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в различных технологических процессах, в которых необходимо со.эдать развитую поверхность контакта фаз между газом и жидкостью: абсорбция (илиИзобретение относится к химической промышленности, в частности к очистке газообразных выбросов в поле центробежных сил,Изобретение может быть использовано при любых химико-технологических процессах, в которых необходимосоэдать мелкодисперсную развитую поверхность взаимодействия между газом и жидкостью: абсорбция (или десорбция) хорошо растворимых газов, охлаждение (нагрев) одной из Ж 182085 десорбция) быстрорастворимых газов. охлаждение (или нагрев) одной из фаз в барботажном слое, осушка (или увлажнение, очистка от пыли и т,д. Сущность способа и устройства; способ очистки осуществляется по замкнутому циклу для жидкого абсорбента, при котором раствор из заявляемого устройства вначале подаетсв насосом в регенеративное устройство, а затем снова поступает в устройство для контакта с поступающим газом, Устройство содержит конус с патрубкамй для подвода и отвода обеих фаз, а также смесительные и разделительные камеры, Смесительная камера выполнена в аиде полой цилиндрической . обечайки с кольцевцми профилирующими шайбами .с щелевыми отверстиями между ними. Разделительная камера вцполнена в виде полой сферической обечайки с центральными отверстиями. При этом щелевые отверстия смесительной камеры гидравлически соединены через коаксиальный зазор с входным патрубком для очищаемого газа, а центральные отверстия разделительной камеры гидравлически соединены со смеси- тельной камерой. 2 с.п. ф-лы и 2 э,п. ф-лы, 4 ил. фаз в барботажном слое, осушка (или увлаж- С) нение), очистка от пыли и т,д, ООс (ЯЦелью изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков, то есть повышение эффективности очистки эа счет увеличения поверхности контакта фаз ( ) иулучшенияусловий разделения газа и жид-, кости после их взаимодействия в камере смещения, а также снижения капитальных и эксплуатационных затрат.с нижнего торца фланцем 21 со сливной н камерой 14, Раэдеяительная камера 13 при- о На фиг. 1 представлена схема установки для очистки промышленных газообразных выбросов предлагаемым способом; на фиг.2 - 4 - вариант устройства для центробежнобврботажной очистки по данному способу, БСпособ осуществляется следующим образом.Взятый из технологического процессагазообразный поток сжимают в гаэодувке 1 (фиг.1) в том случае, если он не может быть 10 выведен при аналогичном давлении сразу .из процесса, и направляют в устройство 2 для центробежно-барботажной очистки, в которое одновременно с помощью насоса 3 импульсно. вводят жидкий абсорбент с уче том концентрации его в слое и скорости вращения последнего. При этом жидкий абсорбент после срабатывания в устройстве 2 может быть использован в другом технологическом процессе, если зто экономически 20 целесообразно, В предлагаемом варианте жидкий абсорбент с помощью еще одного насоса 4 отсасывают иэ устройства 2 и направляют в регенеративное устройство 5, а затем вновь возвращают в устройство 2, 25 Причем удаляют абсорбент из газожидкостных колец за счет разности давлений среды на поверхности профилирующих шайб, которую поддерживают за счет импульсного .впрыска абсорбента и вакуумирования па- ЗО рового пространства наджидким абсорбенторм в сливной камере, а увеличение степени очистки газа и стабилизация внутри аппарата осуществляется использованием по крайней мере двух вращающиеся в 35 противоположных направлениях газожидкостных колец, В то же время прореагировавший с абсорбентом газ направляется в разделительную камеру с охлаждаемыми стенками, что позволяет сконденсировать 40 . мелкодисперсную фазу абсорбента.: Устройство 2 фиг.2) для центробежнобарботажной очистки включает корпус 6 с патрубками для подвода газа 7, подачи жидкого абсорбента 8, выхода очищаемого газа 4 9, слива жидкого абсорбента 10, внутри которого установлены смесительная камера 11, кольцевая диафрагма 12, разделительная камера 13 и сливная камера 14, Внутрисмесительной камеры 11 установлена ци линдрическая обечайка 15 с тангенциальными отверстиями, в то время как внутри обечайки 15 установлены профилирующие шайбы 17 с каналами подвода 18 и слива абсорбента 19 на фиг.18 и 19 показаны условно), Смесительная камера 11 с верхнего торца соединена с кольцевой диафрагмой12, внутри которой выполнена камера 20, а соединена к смесительной камере 11 через кольцевую диафрагму 12 и выполнена в виде сферической обечайки 22 и полусферы 23. При атом обечайка 22 выполнена с отверстиями 24 и герметично соединена с вихревым патрубком 9 и кольцевой диафрагмой 12, в то время как полусферическая обечайка 23 закреплена через направляющий аг 1- парат 25 на патрубке 9 и гидравлически соединена с помощью канала 26 с камерой Устройство 2 может быть выполнено и по другой схеме расположения входящих в него узлов. Так, смесительная камера 11 (фиг.З) расположена над разделительной камерой 13 и закрыта с верхнего торца фланцем 27, а с нижнего- кольцевой диафрагмой 12 с каналами 18 для входящего жидкого абсорбента, профилирующими шайбами 17 и каналами 19 для слива отработанного абсорбента. При этом камера 14 для выхода абсорбента выполнена в нижней части разделительной камеры 13 между.ее внутренней, обечайкой 22, выполненной с двумя рядами отверстий 24 и корпусом 6,Следует отмеить, что устройство 2 может быть выполнено по любой иэ приведенных выше схем, но с другим количеством входящих в него составных узлов, Так, между смесительной камерой 11 (фиг.4) и кольцевой . диафрагмой 12 могут быть установлены еще одна кольцевая диафрагма 28 и вторая смесительная камера 29. При этом каналы 18 соединены с камерой 20 для входящего абсорбента, э каналы 19, сОРДиненные с камерой 14 для слива отработанного абсорбанта, проходят через обе смесительные камеры 11,29, Каналы 18,19 как и канал ЗО, соединяющий полусферическую обечайку 23 с камерой 14, показаны условно.Варианты расположения составляющих узлов, как и расположение их в устройстве центробежно-барботажной очистки, выбирается в зависимости от поставленной задачи, Причем, входящие узлы предложенного устройства могут быть унифицированы и стандартизированы для определенного класса задач, что позволяет быструю компановку этих узлов в любом устройстве без существенной доработки и потери качества,Работа устройства осуществляется следующим образом,.Поток очищаемого газа внутри корпуса 6 предварительно закручивают и делят с помощью тангенциальных отверстий 16 обечзйки 15 на отдельные струи, направленые в противоположные стороны. Внутри бечайки 15 в эти струи направленно впры 1820857Именно поэтому увеличение Н в 4 раза,позволяет во столько же раз уменьшить игабариты тепломассообменного оборудования. Без профилирующих шайб при высотезавихрителя более 0,25 О слой становитсянеустойчивым и наблюдаются проскоки газа в верхней части смесительной камеры,Упрощение способа подачи раствора иуменьшение габаритов аппарата позволилов два раза уменьшить эксплуатационные икапитальные затраты аппарата, по сравнению с прототипом.Формула изобретения1. Способ очистки газообразных выбросов, включающий смешение потоков газа иабсорбента в вихревом потоке с закручиванием и сепарацией с изменением потоканаправления его течения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности очистки за счет увеличения поверхности контакта и улучшения условийразделения, поток газа при смешении делятна отдельные струи, абсорбент впрь:скивают по всей высоте вихревого потока, приэтом изменение направления потока присепарации осуществляют на 180,2, Устройство для очистки газообразныхвыбросов, включающее корпус с патрубками ВВОда и Вывода газа и жидкОсти, внутрикоторого расположены по вертикали и соединены между собой кольцевым сужениемсмесительная и разделительная камеры, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки за счет увеличе 5 ния времени и поверхности контакта,смесительная камера выполнена в виде полой цилиндрической обечайки с кольцевымипрофилирующими шайбами с щелевыми отверстиями между ними, соединенными че 10 реэ коаксиальный зазор с патрубком вводагаза, и снабжена плоским фланцем, а разделительная камера выполнена в виде полойсферической обечайки с центральными отверстиями, соединенными со смесительной15 камерой и патрубком вывода газа, при этомв профилирующих шайбах и сферическойобечайке выполнены отверстия для жидкости,3. Устройство по и 2, о т л и ч а ю щ е е 20 с я тем, что смесительная камера установлена над разделительной камерой,4, Устройство по пп.2 и 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено дополнительной смесительной камерой с сужением,25 установленной перед основной смесительной камерой и соединенной с ней каналами,проходящими через сужение дополнительной смесительной камеры, при этом патрубок ввода газа расположен на30 дополнительной смесительной камере,скивают жидкий абсорбент. В результате взаимодействия газа с жидкостью образуются вихревые газожидкостные слои,то есть осуществляется барботаж газа через жидкость, Вращающиеся газожидкостные кольца далее формируют и стабилизируют с помощью профилирующих шайб 17. Попав в поле центробежных сил, жидкий абсорбент претерпевает изменения: более тяжелце и закрученные компоненты его отходят к периферии газожидкостного кольца, в то время как легкие и незакрученные компоненты абсорбента занимают место ближе к центру вращающихся колец. При этом большие и тяжелые компоненты постоянно дробятся внутри газокидкостных колец и тем больше, чем ближе они приближаются к периферийной стенке, а мелкие и незакрученные коыпоненты жидкого абсорбента, эатормаживаясь на профилирующих шайбах, коагулруются и вновь вовлекаются центробежным полем внутри газожидкостных колец. Таким образом, с помощью профилирующих шайб 17 обеспечивают постоянство поверхности контакта жидкого абсорбента внутри газожидкостных колец и его дрейф по ширине кольца. Следует отметить, что жидкий абсорбент, обогащенный очищаемым газом, то есть сработанный, менее подвержен коагуляции и дрейфу, чем вновь поступивший абсорбент, и поэтому он занимает в газожидкостных кольцах вполне определенную траекторию движения, что, в свою очередь, способствует его удалению из процесса с помощью откачки парового пространства над жидким абсорбентом в сливной камере. При этом газо- жидкостные кольца так формируются профилирующими шайбами 17, что закру ченный в нижнем кольце газовый поток органически, в силу своего расширения, смешивается с вышеобразовавшимся потоком, в то время как капли жидкого абсорбента, случайно попавшие в газовый поток, непременно вовлекутся с помощью нижеследующего потока в его газожидкостное кольцо. Вышедший из смесительной камеры 11 поток очищаемого газа, расширяясь внутри сферической обечайки 22 разделительной камеры 13, тормозится, оставляя на ее охлаждаемой поверхности остатки жидкого сконденсированного абсорбента, который через отверстие 24 и каналы 19 отсасывается в камеру 14. Изменив дважды направление движения и столкнувшись с охлаждаемыми обечайками 22,23 и направляющим аппаратом 25, поток очищаемого газа окончательно сепарируется и удаляется через патрубок 9 из устройства 2. При этом образовавшийся в результате тормо(2) где Ь - высота завихрителя; О - его диаметр,жения конденсат абсорбента накапливается внутри полусферы 23 и отсасываегся через канал 2 б в сливную камеру 14. Иэкамеры 14 жидкий абсорбент подают с по 5 мощью вакуумного насоса 4 в регенератив.ную ступень 5, из которой вновь вводят спомощью насоса 3 в устройство 2.Пример осуществления способа.Согласно заявляемому способу была10 осуществлена очистка дымовых газов отхлористого водорода. Получаемый при сжигании хлорорганических отходов газ содер. жал 3 хлористого водорода. Очисткаосуществлялась в четырехступенчатом цен 15 тробежно-барботажном аппарате с прямоточным движением газа и жидкости сверхувниз, В кольцевом газовом коллекторе газразбивался на отдельные вращающиеся вразные стороны кольца и поступал одновре 20 менно в четыре газожидкостные кольца, об-разованнце профилирующими шайбами.Раствор щелочи (С=5%) через патрубок иканалы (см,рис.3) поступал в барботажныйслой, диспергировался во вращающемся25 пенном слое и отсасцвался в сливную камеру, откуда насосом подавался обратно нарециркуляцию (см.фиг,1). Профилирующиешайбы поддерживали отдельные газожидкостные кольца по всей высоте аппарата в30 строго заданном режиме, что позволилоувеличить высоту завихрителя в четыре раза,при этом по всей высоте смесительнойкамеры поддерживался устойчивый барботажный слой, в котором происходила очист 35 ка дымовых газов от хлористого водорода.Степень очистки достигала 99,2-99,8 о . Замена этим аппаратом скруббера с насадкойиз колец Рашига позволила в 200 раз уменьшить обьем абсорбционного аппарата (О 40 2,5 м, Н =20 м),По сравнению же с прототипом, использование высокого завихрителя с профилирующими шайбами позволило в ч.",тыре разаснизить диаметр. аппарата, Величина сред 45 ней скорости газа обычно определяет егогидравлическое сопротивление, а оно навсех производствах задано фиксированнымидутьевыми устройствами 1 (см, фиг,1), поэтому увеличивая высоту завихрителя (при ЧЧ50 =сопзти Р=сопм.), мыуменьшаем диаметраппаратзЯ=6Ризводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 аказ 2037 ВНИИПИ Составитель В. КазакоТехред М.Моргентал ТиражПодписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ,ССС 113035, Москва, Ж. Рауаская наб 4 И