УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

Полезная модель относится к аппаратам для мокрой очистки газов от мелкодисперсных твердых частиц и вредных газообразных примесей и может быть использована в химической, металлургической, строительной, энергетической и других отраслях промышленности.
Аналогом является аппарат для мокрой очистки газов, состоящий из газовой камеры с вертикально расположенными в ней последовательными рядами в шахматном порядке трубами, входного диффузора и выходного конфузора, входного и выходного патрубков для воды, водяной камеры, расположенной в нижней части аппарата [патент RU 2019270, B01D 47/14, от 15.09.1994]. Трубы выполнены в виде проницаемых пористых цилиндрических элементов с равномерным увеличением пористости снизу вверх, при этом в верхней части труб установлены проницаемые пористые сферические сегменты.
Недостатком аналога является существенное снижение эффективности пылеулавливания при забивке микропор проницаемых трубчатых элементов, а также сложность и трудоемкость их регенерации. Кроме того, для организации непрерывного процесса газоочистки требуется установка дополнительных параллельно работающих аппаратов.
Прототипом является устройство для мокрой очистки горячих дымовых газов, содержащее корпус, входной патрубок, выходной патрубок, осадительную камеру, снабженную несколькими перегородками, нижняя часть которых погружена в воду осадительной камеры, между которыми установлены коллекторы с форсунками для распыливания жидкости с пеноактивным веществом, и разделительные перегородки, погруженные в воду осадительной камеры, причем входной патрубок имеет продолжение в виде барботажной трубы, нижняя часть которой заглублена в воду и имеет перфорацию [патент RU 174061, B01D 47/02, B01D 47/06, от 28.09.2017].
Недостатками прототипа являются высокие потери давления газа, возникающие из-за необходимости преодоления значительной высоты столба жидкости в осадительной камере, а также высокий процент уноса капель жидкости с очищенным газом.
Задачей полезной модели является разработка устройства для мокрой очистки газов, в котором устранены недостатки аналогов и прототипа.
Техническим результатом является снижение энергетических затрат процесса газоочистки за счет уменьшения гидравлического сопротивления проходу газа, а также существенное сокращение уноса капельной влаги из аппарата.
Технический результат достигается тем, что устройство для мокрой очистки газов, содержащее корпус, входной патрубок, коллектор с форсунками для распыливания жидкости, выходной патрубок, осадительную камеру, снабженную несколькими разделительными перегородками, нижняя часть которых погружена в воду осадительной камеры. Разделительные перегородки согласно настоящей полезной модели представляют собой вогнутые отражающие элементы П-образной конструкции, действующие на принципе соударения, расположенные по меньшей мере двумя рядами на пути очищаемого потока газа с зазорами между П-образными элементами, причем в каждом последующем ряду отражающие элементы расположены между ними относительно предыдущего ряда. Для исключения проскока дисперсных частиц ширина и высота осадительной камеры составляют не менее 120% от диаметра корпуса.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено предлагаемое устройство для мокрой очистки газов с косым срезом, на фиг.2 - поперечный разрез того же устройства.
Цифрами на фиг.1 и фиг.2 изображены:
1 - входной патрубок; 2 - корпус; 3 - выходной патрубок; 4 - конический диффузор; 5 - осадительная камера; 6 - коллектор подачи воды; 7 - центробежные форсунки; 8 - разделительные перегородки.
Устройство для мокрой очистки газов содержит входной патрубок 1, соединенный с корпусом 2 и выходным патрубком 3 посредством переходного конического диффузора 4 и осадительной камеры 5 квадратного или прямоугольного сечения. Входной патрубок 1 снабжен оросителем воды в виде коллектора 6 с центробежными форсунками 7. В осадительной камере 5, нижняя часть которой заполнена водой, установлены разделительные перегородки 8, представляющие собой вогнутые отражающие элементы П-образной конструкции, действующие на принципе соударения и служащие для улавливания твердых дисперсных частиц и вредных газообразных примесей. П-образные отражающие элементы 8 расположены по крайней мере двумя рядами, при этом для обеспечения равнопроточности устройства зазор между отражающими элементами 8 в каждом ряду равен его ширине. Кроме того, П-образные элементы 8 в каждом последующем ряду расположены между ними относительно предыдущего ряда. В днище осадительной камеры 5 выполнен патрубок (на чертеже не показан), предназначенный для вывода суспензии, содержащего твердые дисперсные частицы и вредные газообразные примеси.
Предлагаемое устройство для мокрой очистки газов работает следующим образом.
Подлежащие очистке газы подаются через входной патрубок 1, где они обрабатываются жидкостью, поступающей от коллектора 6 в центробежные форсунки 7. В результате равномерного распыления жидкости в газовый поток образуется пылекапельно-газовая смесь.
Газовая смесь со взвешенными твердыми частицами пыли и каплями жидкости через конический диффузор 4 вводится в осадительную камеру 5. Изменение направления потока газовой смеси, обусловленная наличием П-образных отражающих элементов 8 в осадительной камере 5, приводит к созданию центробежной силы. Таким образом, в осадительной камере 5 протекают тепломассообменные процессы в поле центробежных сил, вследствие которых происходит абсорбция вредных газов каплями жидкости, осаждение частиц пыли на каплях жидкости и под действием центробежной силы осаждение капель жидкости с уловленными газами и частицами пыли на поверхности П-образных отражающих элементов 8.
В результате газы очищаются от пыли и вредных газовых компонентов, а капли жидкости образуют на вертикальной поверхности П-образных отражающих элементов 8 нисходящую пленку жидкости, которая в виде суспензии стекает в нижнюю часть осадительной камеры 5 и удаляется через патрубок отвода суспензии. Очищенные газы, поступая в корпус 2, удаляются через выходной цилиндрический патрубок 3.
В предлагаемом устройстве для мокрой очистки газов существенно снижается гидравлическое сопротивление проходу пылекапельно-газовой смеси, так как высота слоя жидкости в осадительной камере предлагаемого устройства в 5-6 раз меньше уровня жидкости в осадительной камере прототипа. Это связано с тем, что в предлагаемом устройстве вода в осадительной камере служит для создания гидрозатвора, т.е. для исключения прохода газовой смеси в патрубок вывода суспензии. Следовательно, для проведения процесса газоочистки не требуется преодолевать гидростатическое давление столба жидкости. Кроме того, при всплытии газовых пузырей к поверхности раздела газ-жидкость они вовлекают собой мелкие капли, обеспечивая повышенный процент уноса капельной влаги.
Таким образом, можно заключить, что технические и технологические решения в виде разделительных перегородок П-образной конструкции и уменьшения высоты слоя жидкости в осадительной камере позволят снизить энергозатраты на проведение процесса газоочистки с предотвращением каплеуноса и сохранением высокой эффективности улавливания мелкодисперсных твердых частиц пыли и вредных газообразных примесей.