НАСАДОЧНЫЙ АБСОРБЕР ОСУШКИ ГАЗА

Полезная модель относится к осушке и/или очистке газов в химической, металлургической и других областях народного хозяйства.
Известно устройство для очистки и/или осушки газов (см. патент РФ №2040311 МПК R01Д 53/26 опубл. 25.07.1995), включающее цилиндрический корпус с абсорбционными элементами в виде цилиндрических блоков разделенных шахт между ними, при этом блоки заполнены между ними ультратонким базальтовым волокном.
Недостатком является сложность монтажно-демонтажных работ по мере эксплуатационного износа абсорбирующих полимеров.
Известен насадочный абсорбер осушки газа (см. свидетельство на полезную модель №37471 МПК R01Д 53/26 опубл. 27.04.2004) содержащий корпус с патрубками подвода газа, отвода осушенного газа, подвода и отвода абсорбента и расположенные в корпус входную сепарационную секцию, массообменную абсорбционную насадочную секцию и выходную фильтрующую секции, технологически соединенные между собой.
Недостатком является снижение степени очистки газа при длительной эксплуатации, обусловленное наличием в очищаемом потоке высокой концентрации мелкодисперсных мелкодисперсных твердых и каплеобразных частиц, которые соприкасаясь с материалом насадочных секций, способствующих интенсивному загрязнению и, соответственно, уменьшению поглощающей способности секции, что приводит к возрастанию «проскока» неочищенного газа к потреблению или в окружающую среду с последующим ее загрязнением.
Технической задачей предлагаемой полезной модели по поддержанию нормированной степени абсорбционной осушки при изменяющейся концентрации загрязнений в газовом потоке, поступающем в насадочный абсорбер, является очистка от мелкодисперсных твердых и каплеобразующих частиц в патрубке подвода газа, выполненного в виде суживающегося сопла с критолинейными канавками на внутренней поверхности, продольно расположенными от входного к выходному отверстиям, со сбором загрязнений в круговой канавке у большого отверстия суживающегося сопла и последующие удалением в грязесборник.
Технический результат достигнут тем, что насадочный абсорбер осушки газа, содержащий корпус с патрубками подвода газа, отвода осушенного газа, подвода и отвода абсорбента и расположенные в корпус входную сепарационную секцию, массообменную абсорбционную насадочную о секцию и выходную фильтрующую секции, технологически соединенные между собой, при этом патрубок подвода газа имеет вид суживающегося сопла, на внутренней поверхности которого выполнены криволинейные канавки, продольно расположенные от большего отверстия суживающегося сопла к меньшему отверстию, причем у большого отверстия суживающегося сопла выполнена круговая канавка, соединенная с грязесборником.
На рис. 1 изображен насадочный абсорбер осушки газа, на рис. 2 - внутренняя поверхность патрубка подвода газа в виде суживающегося сопла с грязесборником.
Насадочный абсорбер осушки газа содержит корпус 1 с патрубком подвода газа 2 и патрубком отвода осушенного газа 3, патрубок 4 подвода абсорбента и патрубок 5 отвода абсорбента, расположенные в корпусе 1. Входная сепарационная секция 6, массообменная абсорбционная насадочная секция 7 и выходная фильтрующая секция 8, технологически соединенные между собой. Патрубок подвода газа 2 имеет вид суживающегося сопла, на внутренней поверхности 9, которого выполнены криволинейные канавки 10, продольно расположенные от большого отверстия 11 суживающегося сопла 2 к меньшому отверстию 12, причем у большого отверстия 11 выполнена круговая канавка 13, соединенная с грязесборником 14. При этом насадочный материал 15 массообменной абсорбционной секции 7 выполнен, например, ультратонкого базальтового волокна.
Насадочный абсорбер осушки газа работает следующим образом.
Очищающий газ, насыщенный мелкодисперсными твердыми и каплеобразными частицами поступает в патрубок подвода газа 2 и далее во входную сепарирующую секцию 6, где распространяется по внутреннему объему корпуса 1 и вступает в контакт с насадочным материалом 15 массообменной абсорбционной секции 7. Мелкодисперсные твердые и каплеобразные частицы налипают на насадочный волокнистый материал 15 и практически не полностью смываются и/или растворяются абсорбционной жидкостью. В результате последующее массовое поступление газа контактирует с меньшей поглощающей поверхностью насадочного волокнистого материала 15, а это приводит к тому, что в выходную фильтрующую секцию 8 направляется неочищенный до нормированных параметров газ, что особенно при длительной эксплуатации резко снижается эффективность абсорбционной осушки.
Для устранения данного явления патрубок подвода газа 2 выполнен в виде суживающего сопла, в этом случае по мере движения от больно отверстия 11 к меньшему отверстию 12 очищаемый газ, насыщенный мелкодисперсными твердыми и каплеобразными частицами, перемещается по продольно расположенным криволинейным канавкам 10. В результате образуется вращающийся вихревой поток, термодинамически расслоенный на «горячий» (температура больше, чем температура газа перед входом в патрубок подвода газа 2 в виде суживающегося сопла) переферийный слой, насыщенный мелкодисперсными твердыми каплеобразными частицами и «холодный» (температура меньше, чем температура газа перед входом в патрубок подвода газа 2) осевой слой, очищенный от загрязнений (см. например, Меркулов В.П. Вихревой эффект и его применение в технике. Самара 1991 г. - 209 с.). Отброшенные центробежной силой вихревого потока мелкодисперсные и каплеобразные частицы к внутренней поверхности 9 в криволинейных канавках 10 сталкиваются между собой, коагулируют, укрупняются и под действием возросшего давления перемещаются от меньшего отверстия 12 в сторону большого отверстия 11, накапливаясь в круговой канавке 13 (см. например, Нашокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача, М. : 1980 - 415 с. ил.), откуда загрязнения перемещаются в грязесборник 14 для последующего удаления в ручную или автоматически (на фиг. не показано).
Очищенный от мелкодисперсных твердых и каплеобразных частиц завихренный поток газа, выходя из меньшего отверстия 12 на патрубке подвода газа 2 в виде суживающего сопла во входную сепарирующую секцию 6 внезапно расширяется, снижая свою температуру (эффект Джоуля-Томсона (см., например, стр. 199 там же), что приводит к дополнительной очистке газа путем конденсации паров влаги и последующей ее коагуляции на насадочном материале 15 при контакте с абсорбирующей жидкостью, поступающей через патрубок 4 подвода абсорбента в массообменную абсорбирующую насадочную секцию 7 и выходящую через патрубок 5 отвода абсорбента. После выходной фильтрующей секции 8 газ с нормированными параметрами по степени очистки выбрасывается по патрубку 3 отвода осушаемого газа в окружающую среду, поддерживая чистоту экологической промзоны или направляется к потребителю для технологических процессов.
Оригинальность предлагаемого технического решения по поддержанию нормированной степени очистки газа при наличии в потоке мелкодисперсных твердых и каплеобразных частиц, интенсивно налипающих на абсорбирующий насадочный материал и уменьшающего его поглощающую поверхность, достигается тем, что осуществляется дополнительная очистка при поступлении газа через патрубок подвода газа в виде суживающего сопла, на внутренней поверхности которого выполнены криволинейные канавки, продольно расположенные от большего входного отверстия к меньшему выходному отверстию, причем у входного большего отверстия выполнена круговая канавка, соединенная с грязесборником.