УСТРОЙСТВО И СПОСОБ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ
DEVICE AND METHOD FOR WET CLEANING OF GASES

Изобретение предназначено для мокрой очистки газов от вредных примесей и может быть использовано для очистки отходящих газов в различных отраслях промышленности: сельскохозяйственной, химической, энергетической и других областях промышленно-хозяйственной деятельности.
Известен способ мокрой очистки воздуха и устройство для его реализации (патент RU №2188696, МПК B01D 47/02, 2002 г.), в котором загрязненный поток воздуха подают в замкнутый цилиндрический корпус на поверхность жидкости в нем, проводят грубую очистку с последующей доочисткой с помощью отражателей и сепаратора и продвижением его в выходной патрубок. Подачу загрязненного потока воздуха проводят тангенциально стенке замкнутого цилиндрического корпуса и под углом к горизонтальной плоскости при одновременном увеличении скорости загрязненного потока воздуха над жидкостью.
Недостатком известного способа являются большие габариты и сложность конструкции устройства, реализующей способ.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу и устройству для его реализации является воздухоочиститель (патент RU №2259224, МПК B01D 47/06, 2004 г.), выбранный за прототип. Воздухоочиститель содержит размещенный в корпусе многодисковый ротор, входной и выходной патрубки, узел впрыска воды, выполненный в виде трубки с отверстиями, расположенной параллельно оси ротора во входном патрубке, а также термоэлементы для охлаждения металлических частей воздухоочистителя и поступающей в междисковое пространство водно-воздушной среды.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса очистки, так как абсорбция газов происходит в основном в жидкостно-капельной среде меж- и около дискового пространства внутри установки и на смачиваемой поверхности плоских дисков, а также недостатком является сложность его изготовления и эксплуатации и относительно большие габариты.
Задачей изобретения является повышение эффективности и экономичности жидкой очистки газа от вредных примесей, при снижении габаритов установки.
Поставленная задача решается благодаря тому, что устройство мокрой очистки газов содержит цилиндрический корпус, в котором установлен дисковый ротор на полом валу которого параллельно друг другу закреплены проницаемые пористые диски, соосно валу на выходе установлен вентилятор в кожухе с каплеуловителем. В корпусе предусмотрены входной и выходной патрубки для газа и входное и сливные отверстия для жидкости. Полый вал и проницаемые диски установлены в герметизирующей оболочке, изолирующей внутренний объем ротора с двухфазной газожидкостной средой от корпуса и вентилятора, при этом в стенках полого вала и герметизирующей оболочки, в местах соприкосновения с проницаемыми дисками выполнены кольцевые проточки с отверстиями, причем в герметизирующей оболочке проточки выполнены с возможностью обеспечения гидрозатвора. Торцевые поверхности дисков частично закрыты экранирующими пластинами, которые установлены на входной по потоку торцевой поверхности диска ближе к периферии, а на выходе из диска - ближе к центральной его части.
Проницаемые диски могут быть выполнены из материала, стойкого к агрессивным средам, например из пенистого никеля, пенокерамики, или пористой нержавеющей стали.
Способ мокрой очистки газов включает подачу потока загрязненного газа и жидкого сорбента на дисковый ротор устройства, взаимодействие загрязненного газа с сорбентом, сепарацию и раздельный вывод очищенного газа и жидких отходов очистки. Очистку проводят многоступенчато, последовательно на каждом диске ротора. Одновременно подают потоки газа на вращающийся проницаемый диск ротора, а сорбент - в полый вал и затем через отверстия в кольцевой проточке вала сорбент под действием центробежных сил поступает в тело диска, где смешивается с газами, и под действием центробежных сил поток движется в радиальном направлении в теле пористого диска. Затем двухфазный поток сепарируется, сорбент с отходами очистки выводится через отверстия в кольцевых проточках в герметизирующей оболочке и по стенкам корпуса стекает в сливное отверстие, а газ поступает в осевом направлении на следующую ступень ротора, где цикл повторяется. Очищенный газ из последней ступени поступает на вентилятор, где окончательно освобождается от капель сорбента в кожухе-улитке с каплеуловителем и через выходной патрубок поступает в окружающую среду.
Благодаря предложенному устройству и подбору жидкого сорбента с необходимыми селективными характеристиками, способного растворять те или иные примеси загрязненного газа, процесс мокрой очистки обеспечивает высокую степень очистки газов.
Указанные признаки не выявлены в других технических решениях при изучении уровня данной области техники и, следовательно, решение является новым и имеет изобретательский уровень.
На чертеже изображен общий вид устройства для мокрой очистки газов в разрезе.
Устройство мокрой очистки газов состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором установлен дисковый ротор, содержащий полый вал 2 с проницаемыми пористыми дисками 3, закрепленными на некотором расстоянии друг от друга. Соосно валу 2 на выходе из ротора установлен вентилятор 4 в кожухе-улитке 5 с каплеуловителем (на чертеже не показано). Вентилятор служит для компенсации гидродинамических потерь при движении газового потока как внутри дисков, так и между ними и обеспечивает требуемый расход очищаемого газа. В кожухе-улитке 5 происходит дополнительная сепарация остатков сорбента. Корпус устройства имеет входной 6 и выходной 7 патрубки для газа и входное 8 и сливное 9 отверстия для жидкости (сорбента). Полый вал 2 и проницаемые диски 3 установлены в герметизирующей оболочке 10, изолирующей внутренний объем с двухфазной газожидкостной средой от корпуса 1 и вентилятора 4. В стенках полого вала и герметизирующей оболочки, в местах соприкосновения с проницаемыми дисками выполнены кольцевые проточки 11 и 12 с отверстиями. В герметизирующей оболочке 10 проточки выполнены с возможностью обеспечения гидрозатвора. Торцевые поверхности проницаемых дисков частично закрыты экранирующими пластинами 13, которые установлены на входной по потоку торцевой поверхности диска ближе к периферии, а на выходе потока из диска - ближе к центральной его части.
Проницаемые диски выполнены из материала, стойкого к агрессивным средам, например из пенистого никеля, пенокерамики, или пористой нержавеющей стали.
Способ мокрой очистки газов заключается в следующем. Очистку загрязненных газов проводят многоступенчато. Загрязненный поток газа подают через входной патрубок 6 на торцевую поверхность вращающихся проницаемых дисков 3 одновременно с подачей жидкого сорбента в полый вал 2 ротора через входное отверстие 8. Жидкий сорбент по отверстиям в кольцевых проточках вала поступает в пористое тело дисков, смешивается с потоком газа и под действием центробежных сил поток движется в радиальном направлении в теле пористого диска. Под действием центробежных сил поток сепарируется, сорбент выводится через отверстия в кольцевых проточках в герметизирующей оболочке, а газ поступает в осевом направлении на следующую ступень ротора. Цикл повторяется на следующей ступени ротора. Пройдя необходимое количество ступеней очистки, газ из последней ступени поступает на вентилятор с каплеуловителем, где окончательно освобождается от капель сорбента и через выходной патрубок поступает в окружающую среду. Отходы очистки выводят через сливное отверстие в корпусе.
Техническим результатом предложенного изобретения является повышение эффективности и экономичности очистки загрязненного газа при малых габаритах воздухоочистителя.
Пример.
На семиступенчатой установке мокрой очистки газов с дисками из пористого никеля достигнута 92% степень очистки воздуха от углекислого газа. В качестве сорбента был использован 30% водный раствор гидроокиси калия.
Источники информации
1. Патент RU №2188696, МПК B01D 47/02, 2002 г
2. Патент RU №2259224, МПК В01D 45\14, 2004 - прототип