ПРЯМОТОЧНЫЙ АБСОРБЕР ВЕНТУРИ

Полезная модель относится к области химической технологии и может быть использовано для очистки отходящих технологических газов на предприятиях энергетической, металлургической и химической промышленности.
Известны устройства очистки газов в мокрых пылеуловителях, наибольшее распространение среди которых получили скоростные газопромыватели Вентури. (В.В.Юшин, В.М.Попов, П.П.Кукин и др. «Техника и технология защиты воздушной среды». Учебное пособие для вузов. М. Высшая школа 391 с., рис 5.83 а, 6, стр.243).
В скрубберах Вентури с центральным или периферийным орошением, подача орошаемой жидкости осуществляется форсунками, установленными перед конфузором, или непосредственно в горловине. В основном применяют центробежные форсунки.
Недостатком подобных устройств является неравномерное смешение газового потока с распыляемой жидкостью, т.к. центробежные форсунки создают конус распыла, с отсутствием жидкости внутри конуса распыла.
Известен бесфорсуночный абсорбер Вентури (А.С.Тимонин, Инженерно-экологический справочник, Том 1, Калуга, Изд. Н.Бочкаревой, 2003 г.917 с., стр.702 рис.3.31 в) «Аэромикс», разработанный фирмой «Пратт-Даниель». Это устройство представляет собой вертикальный бесфорсуночный абсорбер Вентури, в котором жидкость подается в горловине трубы через тангенциально расположенные сопла и распыливается поднимающимся газом. В выходной части диффузора установлен каплеуловитель в виде пористого насадка. Данное устройство принято нами за прототип.
Недостатки прототипа: подвод жидкости через тангенциально расположенные сопла приводит к закручиванию подаваемой жидкости, которая за счет центробежных сил отбрасывается к стенке аппарата, что приводит к неравномерному распределению жидкости в газовом потоке и ухудшению качества очистки газа. Наличие пористого насадка увеличивает гидравлическое сопротивление аппарата, а также не исключает значительного уноса абсорбционной жидкости.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении качества очистки за счет равномерного распределения жидкости в потоке, снижении уноса абсорбционной жидкости и уменьшении гидравлических потерь.
Технический результат достигается тем, что в прямоточном абсорбере Вентури, содержащем бункер абсорбера с патрубком подвода газа на очистку, горловину с устройством подачи абсорбента и диффузор, соединенные между собой и составляющие абсорбционную колонну, сепаратор, соединенный с диффузором и имеющий выходной патрубок, и бак для сбора жидкости, устройство подачи абсорбента выполнено в виде ряда струйных форсунок с пересекающимися осями. Струйные форсунки с пересекающимися осями расположены в кольцевых рядах по высоте горловины, при этом форсунки каждого кольцевого ряда имеют различные углы наклона с пересекающимися осями. Соосно с колонной закреплен тарельчатый отражатель вогнутой стороной к направлению потока газа. Сепаратор по периметру имеет каплесборник.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется на фиг.1-фиг.2,
где:
фиг.1 - Прямоточный абсорбер Вентури;
фиг.2а, б - Сечения рядов с форсунками в горловине.
Здесь: 1 - патрубок подвода газа на очистку; 2 - бункер абсорбера; 3 -струйные форсунки; 4 - горловина; 5 - диффузор; 6 - сепаратор; 7 -тарельчатый отражатель; 8 - патрубок отвода газа; 9 - держатели; 10 -каплесборник; 11 - бак для сбора жидкости.
Предлагаемое устройство представляет собой абсорбционную колонну Вентури, состоящую из бункера абсорбера 2 с патрубком подвода газа на очистку 1, горловины 4 с устройством подачи абсорбента и диффузора 5. Бункер 2 представляет собой цилиндро-коническую конструкцию, коническая часть которого является конфузором и соединена с горловиной 4, в которой расположено устройство подачи абсорбента в виде нескольких кольцевых рядов струйных форсунок 3, выполненных таким образом, что оси отверстий соседних форсунок пересекаются, причем точки пересечения образуют окружность, а оси пересечения каждого последующего ряда форсунок образуют окружности разных диаметров друг относительно друга. Углы наклона струйных форсунок выбираются таким образом, чтобы точки пересечения струй жидкости образовывали концентрические окружности, равномерно распределенные в горловине.
В верхней части горловины 4 закреплен диффузор 5, соединенный по периметру с сепаратором 6, в котором происходит отделение газа от капель жидкости. Для этого в центре сепаратора 6 соосно колонне установлен тарельчатый отражатель 7, закрепленный на держателях 9. Отражатель 7 выполнен линзообразной выпуклой формы, причем установлен вогнутой стороной к направлению потока газа. Для сбора конденсируемых капель жидкости в сепараторе 6 по наружному периметру выполнен каплесборник 10, откуда собранная жидкость попадает в бак для сбора жидкости 11 на дальнейшую переработку или регенерацию.
Прямоточный абсорбер Вентури работает следующим образом. В патрубок подвода 1 поступает на очистку газ, который в конфузорной части бункера 2 увеличивает свою скорость и протекает с большой скоростью через
горловину 4. Одновременно в горловину 4 подается абсорбционная жидкость под давлением и начинает истекать через струйные форсунки 3 с пересекающимися осями. Столкновение пересекающихся струй между собой приводит к интенсивному распыливанию жидкости. В зависимости от конкретных размеров абсорбера Вентури можно выполнить несколько кольцевых рядов с форсунками с пересекающимися осями, причем с различными углами наклона в каждом ряду, при этом точки пересечения струй жидкости образуют окружности, равномерно распределенные в горловине. Далее равномерно распыленный абсорбент в виде капель поступает в диффузор 5, где скорость потока снижается и происходит интенсивная сорбция загрязнителей в жидкости. Очищенный газ вместе с каплями жидкости попадает в сепаратор 6, где происходит снижение скорости и за счет натекания на тарельчатый отражатель 7 резко изменяет направление. За счет этого капли жидкости натекают на тарельчатый отражатель 7 и стекают на днище отражателя 7 и, собираясь в каплесборнике 10, удаляются в бак для сбора жидкости 11. Очищенный газ удаляется через патрубок 8.
Таким образом, предложенный прямоточный абсорбер Вентури обеспечивает равномерное распределение жидкости в потоке очищаемого газа, за счет чего повышается качество очистки газа, снижается унос абсорбционной жидкости и уменьшаются гидравлические потери абсорбера Вентури.