АППАРАТ ДЛЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ С ВИХРЕВОЙ КАМЕРОЙ И ПРОВАЛЬНОЙ ТАРЕЛКОЙ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к контактным массобменным аппаратам для мокрой очистки газов от пыли и аэрозолей с возможной примесью органических растворителей, кислот и других химических составляющих.
Уровень техники
В настоящее время мокрая очистка газовых выбросов производится в контактных аппаратах различного типа, где инверсия газовой и жидкой фаз при массообмене либо не достигается, либо нестабильна, что не обеспечивает достаточно глубокой степени очистки газов.
Известен аппарат для мокрой очистки газов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с тангенциально расположенным в его нижней части патрубком для закрутки газожидкостного потока, расположенную по оси корпуса перфорированную оросительную трубу и примыкающее к ней снаружи направляющее устройство для дополнительной закрутки указанного потока (RU 2380143, B01D 53/14, B01D 47/06, 2009 - ближайший аналог). В указанном известном аппарате примыкающее к оросительной трубе направляющее устройство выполнено в виде последовательно закрепленных вдоль оросительной трубы лопастей, занимающих в поперечном направлении сравнительно небольшую часть реакционного пространства аппарата, что не реализует в достаточной степени его функции интенсификации массообмена. Кроме того, как и в других известных аппаратах для мокрой очистки газов, в указанном известном аппарате в процессе массобмена не обеспечивается инверсия жидкой и газовой фаз и сложно регулирование параметров процесса. Отмеченные недостатки приводят к неравномерному распределению очищающей жидкости по сечению аппарата и значительному уносу жидкости из его верхней зоны при увеличении нагрузки аппарата по газу и очищающей жидкости.
Достигаемым техническим результатом полезной модели является повышение эффективности мокрой очистки газа в широком диапазоне нагрузок аппарата по газу и очищающей жидкости.
Раскрытие полезной модели
Указанный технический результат обеспечивается тем, что аппарат для мокрой очистки газов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с тангенциально расположенным в его нижней части патрубком для закрутки газожидкостного потока, расположенную по оси корпуса перфорированную оросительную трубу и примыкающее к ней снаружи направляющее устройство для дополнительной закрутки указанного потока, согласно полезной модели оборудован второй ступенью очистки в виде примыкающего к его верхней части дополнительного отсека с независимым подводом очищающей жидкости, в нижней части которого установлена открытая внутрь корпуса аппарата перфорированная провальная оросительная тарелка. При этом, примыкающее к перфорированной оросительной трубе направляющее устройство для дополнительной закрутки газожидкостного потока может быть выполнено в виде ленточной спирали, и аппарат может быть снабжен дополнительным направляющим устройством в виде второй ленточной спирали большего диаметра, примыкающей к внутренней стенке корпуса и имеющей противоположное направление хода по отношению к ленточной спирали, примыкающей к оросительной трубе. Первая ступень очистки может быть снабжена контуром циркуляции очищающей жидкости с включенным в него циркуляционным насосом и гидрозатвором. На оросительной тарелке может быть помещена крупнозернистая насадка с каталитическим покрытием зерен. Вторая ступень очистки может быть снабжена поплавковым регулятором подачи очищающей жидкости на оросительную тарелку.
Причинно-следственная связь между отличительными признаками полезной модели и достигаемым техническим результатом связана с тем, что оборудование аппарата второй ступенью очистки в виде примыкающего к его верхней части дополнительного отсека с независимым подводом очищающей жидкости, в нижней части которого установлена открытая внутрь корпуса аппарата перфорированная провальная оросительная тарелка, повышает глубину очистки газов, в том числе за счет инверсии взаимодействующих фаз, так как в процессе первой ступени очистки газового потока преобладает газовая фаза, а во второй ступени - жидкая фаза (провальная тарелка в отличие от оросительной трубы занимает все поперечное сечение корпуса аппарата). Выполнение устройства для дополнительной закрутки газожидкостного потока в виде двух ленточных спиралей разного диаметра с противоположным направлением их хода позволяет существенно повысить турбулизацию указанного потока с соответствующей интенсификацией массообмена. Введение в первую ступень очистки контура циркуляции очищающей жидкости позволяет уменьшить ее расход. Крупнозернистая насадка с каталитическим покрытием зерен позволяет повысить эффективность очистки газов от нежелательных химических примесей при проведении массообменных процессов в условиях химической реакции. Поплавковый регулятор подачи очищающей жидкости на оросительную тарелку второй ступени очистки повышает надежность работы аппарата, предотвращая возможность переполнения тарелки или недостаточного поступления на нее очищающей жидкости.
Краткое описание чертежа
На чертеже схематически изображен аппарат для мокрой очистки газов согласно полезной модели.
Подробное описание полезной модели
Аппарат для мокрой очистки газов содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с тангенциально расположенным в его нижней части патрубком 2 для закрутки газожидкостного потока. По оси корпуса 1 расположена перфорированная оросительная труба 3 и примыкающее к ней снаружи направляющее устройство для дополнительной закрутки указанного потока, выполненное в виде ленточной спирали 4. Аппарат снабжен также дополнительным направляющим устройством в виде второй ленточной спирали 5 большего диаметра, примыкающей к внутренней стенке корпуса 1 и имеющей противоположное направление хода по отношению к ленточной спирали 4, примыкающей к оросительной трубе 3. Для подвода к корпусу 1 аппарата, представляющему первую ступень очистки газа, предусмотрена линия 6. Аппарат оборудован второй ступенью очистки в виде примыкающего к его верхней части дополнительного отсека 7 с независимым подводом очищающей жидкости по линии 8. В нижней части отсека 7 установлена открытая внутрь корпуса 1 аппарата перфорированная провальная оросительная тарелка 9, в верхней части внутри отсека 7 установлен дефлектор 10 для отделения из очищенного газового потока капельной жидкости, а снаружи - патрубок 11 для отвода из аппарата очищенного газа. На оросительной тарелке 9 может быть помещена крупнозернистая насадка 12 с каталитическим покрытием зерен. Первая ступень очистки снабжена контуром циркуляции очищающей жидкости с включенным в него циркуляционным насосом 13, гидрозатвором 14, распределителем 15 потоков жидкости на первую и вторую ступени очистки, соединительными линиями 16,17 и дренажной линией 18. Вторая ступень очистки аппарата снабжена поплавковым регулятором 19 подачи очищающей жидкости на оросительную тарелку 9 и включенным в подающую жидкость линию 8. Для обеспечения возможности отключения регулятора 19 предусмотрена шунтирующая его обводная линия 20. На части указанных линий подачи в аппарат очищающей жидкости установлена необходимая запорная арматура 21-26.
Работа аппарата
x
Аппарат для мокрой очистки газов согласно полезной модели работает следующим образом: подлежащие очистке газы подаются в нижнюю часть корпуса 1 тангенциально через патрубок 2 и движутся вверх, получая дополнительную закрутку от направляющих устройств - ленточных спиралей 4 и 5, которые для интенсификации массообмена имеют противоположный ход закрутки. Очищающая жидкость (преимущественно, вода или водный раствор химических веществ) подается в нижнюю часть корпуса 1 по линии 6 через циркуляционный контур с насосом 13, распределителем 15 и линиями 16, 17, создавая ниже патрубка 2 водяной затвор 14, откуда очищающая жидкость поступает в расположенную по оси корпуса 1 перфорированную оросительную трубу 3. Выходящие под напором из перфорационных отверстий трубы 3 струи очищающей жидкости орошают в перекрестном направлении движущийся вверх газовый поток. При этом, в нижней зоне аппарата образуется пленочное ниспадающее движение жидкости и вихревой газожидкостной поток. Попадая на расположенную выше перфорированную оросительную тарелку 9, газокапельный поток преобразуется в барботажный слой жидкости, заданный уровень этого слоя поддерживается с помощью поплавкового регулятора 19, что обеспечивает стабильный переход газовой фазы из сплошной в дисперсную (инверсия). Подаваемая в аппарат очищающая жидкость делится автоматически в распределителе 15 таким образом, что скорость ее в перфорационных отверстиях центральной оросительной трубы 3 определяется высотой слоя жидкости на тарелке с насадкой 12, которая может работать, как в барботажном режиме, так и в режиме плавающей насадки. При необходимости зерна насадки 12 могут иметь каталитическое покрытие, например, на основе металлов платиновой группы, ускоряющее реакцию абсорбции из газового потока сероводорода, NO и других нежелательных примесей. Аппарат может работать в широком интервале нагрузок по газовой и жидкой фазам. Скорость газа в свободном сечении аппарата составляет от 0,5 до 15 м/с, плотность орошения жидкости от 10 до 120 м/ч. Аппарат обладает невысоким гидравлическим сопротивлением и значительной надежностью в работе.
Использование многофункционального аппарата для мокрой очистки газов согласно полезной модели, кроме отмеченного выше достигаемого технического результата, значительно упрощает технологическую схему газоочистки, сокращает материалоемкость при его изготовлении, уменьшит энергозатраты и затраты на эксплуатацию.