УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

Полезная модель относится к тепло- и массообменным аппаратам, основанным на эффекте Вентури, и может быть использована для очистки газов химических и нефтехимических предприятий и смежных отраслей промышленности от частиц и газообразных соединений, а также для охлаждения газов.
Из существующего уровня техники известно устройство для очистки газов типа трубы Вентури (RU 2338580 C1, B01D 47/10, 20.11.2008), включающее конфузор, горловину, диффузор, регулирующую вставку, соединенную через шток с приводом, систему орошения, фиксатор, установленный в диффузоре, причем регулирующая вставка выполнена из коаксиально установленных на расстоянии друг от друга элементов, при этом наружный элемент жестко закреплен на штоке с помощью спиц, а внутренний установлен на штоке с возможностью продольного перемещения и имеет упоры, расположенные между спицами наружного элемента, система орошения выполнена в виде коллектора с форсунками.
Недостатком такого устройства является наличие форсунок и регулирующей вставки, выполненной из элементов, закрепленных на спицах, и имеющей упоры. Так при очистке газов, содержащих вязкие, липкие частицы, в том числе смолянистые, возможна закупорка форсунок, а также налипание и инкрустация поверхностей большого числа элементов регулирующего устройства. Данный недостаток приводит к сужению области применения данного устройства. При этом тратится дополнительная энергия при подаче скрубберной жидкости на преодоление гидравлического сопротивления форсунок.
Наиболее близко к предлагаемой полезной модели относится устройство для очистки и охлаждения газов (SU 1836125 A3, B01D 47/10, 23.08.93), включающее трубу Вентури с размещенным внутри нее регулятором сопротивления - эллиптическим обтекателем, перемещаемым в вертикальном направлении с помощью штока, и орошаемую центробежно-струйной форсункой, скруббер с тремя провальными тарелками, орошаемыми двумя плоскофакельными форсунками.
К недостатку таких конструкций относится сложность работы с высокозапыленными газами, что приводит к засорению тарелок в скруббере. При этом наличие форсунок для разбрызгивания орошающей жидкости не позволяет осуществлять улавливание липких, смолистых частиц пыли, что вызвано залипанием последних, в том числе внутренней поверхности трубы Вентури и скруббера. По этой же причине невозможно организовывать циркуляционный контур по скрубберной жидкости с концентрированием твердой фазы в ней, что позволило бы уменьшить сбросы сточных вод из устройства.
Также недостатком является то, что положение эллиптического обтекателя не регулируется в автоматическом режиме по изменению гидравлического сопротивления в трубе Вентури, вызванное изменением расхода газовой фазы, что встречается в технологических схемах химических и нефтехимических производств при флуктуациях газовых расходов.
Задача полезной модели: увеличение эффективности очистки газов до 99,5-99,9%, в том числе от липких, смолянистых частиц с поддержанием заданной эффективности очистки при флуктуациях газовых потоков и организацией циркуляционного контура по скрубберной жидкости с уменьшением сброса сточных вод на 10-15%.
Сущность полезной модели состоит в том, что устройство для очистки газов включает в себя последовательно соединенные трубу Вентури с размещенным внутри нее регулятором сопротивления, орошаемую через свободные сечения подводящих патрубков, и центробежный каплеуловитель. При этом верхняя часть трубы Вентури выполнена в виде эллиптической крышки с верхним тангенциальным подводящим патрубком, выполненным с возможностью подвода через него 1/3 части от общего потока орошающей жидкости по кольцевой трубе, поступающей из каплеуловителя, а регулятор сопротивления выполнен с возможностью подачи через него противотоком газовой фазе посредством другого подводящего патрубка оставшейся 2/3 части орошающей жидкости.
Кроме того, отличие состоит еще в том, что центробежный каплеуловитель содержит интегрированную накопительную емкость с возможностью концентрирования в ней орошающей жидкости за счет образования циркуляционного контура.
Технический результат, который может быть получен при использовании данной полезной модели:
увеличение эффективности очистки газов от пыли и газообразных соединений до 99,5-99,9%, в том числе от липких, смолянистых частиц благодаря организации гидродинамического режима взаимодействием газовой и жидкой фаз с созданием высокоразвитой поверхности массообмена, обеспеченной с помощью того, что верхняя часть трубы Вентури выполнена в виде эллиптической крышки с верхним тангенциальным подводящим патрубком, выполненным с возможностью подвода через него 1/3 части от общего потока орошающей жидкости по кольцевой трубе, поступающей из каплеуловителя и создающей защитную пленку внутренней поверхности, а также что регулятор сопротивления выполнен с возможностью подачи через него противотоком газовой фазе посредством другого подводящего патрубка оставшейся 2/3 части орошающей жидкости, что, в свою очередь, приводит к дроблению жидкой фазы на мелкие капли энергией газового потока без использования форсунок;
уменьшение сброса сточных вод из устройства на 10-15% за счет организации циркуляционного контура орошающей жидкости с концентрированием уловленных твердых частиц.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, на котором изображено
на фиг. 1 - общий вид устройства для очистки газов.
Устройство для очистки газов состоит из трубы Вентури 1 в виде эллиптической крышки с тангенциальным подводом 1/3 орошающей жидкости по кольцевой трубе, регулятора сопротивления 2, через который противотоком газовой фазе подается 2/3 орошающей жидкости, перемещаемого вертикально в горловине трубы Вентури в автоматическом режиме с помощью системы 3, а также центробежного каплеуловителя 4 с интегрированной накопительной емкостью орошающей жидкости 5 для возможности организации циркуляционного контура.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Загрязненная газовая фаза подается через верхний штуцер трубы Вентури 1 в виде эллиптической крышки. 1/3 от общего объема орошающей жидкости подается в трубу Вентури тангенциально из интегрированной накопительной емкости 5 центробежного каплеуловителя 4 и движется от перелива в сходящуюся нижнюю часть, что создает пленку жидкости на внутренней поверхности стен трубы Вентури, исключая их износ и зарастание частицами из газовой фазы. 2/3 орошающей жидкости подается противотоком газовой фазе через регулятор сопротивления 2.
В горловине трубы Вентури 1 очищаемый газ достигает наивысших скоростей, капли орошающей жидкости дробятся газовым потоком и ускоряются, создается высокая поверхность для массообмена и турбулентный режим, интенсифицирующий массоотдачу. В результате чего загрязняющие вещества эффективно поглощаются жидкой фазой, далее в диффузоре трубы Вентури 1 происходит укрупнение капель воды, содержащих частицы пыли и абсорбируемые загрязняющие вещества, и их отрыв от газовой фазы.
В трубе Вентури 1 благодаря регулятору сопротивления 2 возможно изменение скорости газовой фазы в сечении горловины скруббера (за счет перекрытия сечения обтекателем) и, как следствие, гидравлического сопротивления в автоматическом режиме за счет системы 3, что позволяет поддерживать заданную эффективность очистки и стабилизировать работу газоочистной системы при флуктуациях газовых потоков.
Затем газовой поток, содержащий капли воды с уловленными частицами, направляется в центробежный каплеуловитель 4, где под действием центробежных сил капли, оставшиеся в газовой фазе, отделяются от газового потока. Отработанная жидкость собирается в интегрированной накопительной емкости 5, откуда циркуляционным насосом часть жидкости в смеси с подпиточной водой вновь подается на орошение трубы Вентури.
Использование предлагаемого устройства очистки газов в народном хозяйстве позволит обеспечивать высокую эффективность очистки запыленных газов, содержащих липкие, смолянистые частицы, например отходящих из обжиговых печей при производстве каучуков, вентиляционных систем цементных производств, сушильных установок в производстве минеральных удобрений и т.п.