Скруббер-абсорбер Вентури

Устройство может использоваться в химической, металлургической, пищевой, горнодобывающей и других отраслях промышленности для мокрой очистки газов от взвешенных частиц и вредных газовых компонентов.
Наиболее близким по конструкции и функциональному назначению к предлагаемому является устройство по патенту на полезную модель №177440 РФ, которое характеризуется тем, что снабжено тарельчатой ступенью, выполняющей роль регулирующего клапана и состоящей из верхней неподвижной профилированной тарелки и нижней подвижной тарелки с обтекателем и приводом, которые образуют между собой кольцевой канал в виде профиля Вентури, причем в нижней части неподвижной профилированной тарелки приблизительно на длине диффузора установлены 12-18 криволинейных лопастей, свободно входящих в прорези подвижной тарелки, а подвижная тарелка снизу снабжена тонкостенной обечайкой с наружным диаметром меньше диаметра расположения концов прорезей под лопасти и по высоте, обеспечивающей гидрозатвор, с учетом перемещения нижней профилированной тарелки при регулировании.
3
В патенте на полезную модель №177440 в качестве привода перемещения нижней подвижной тарелки с обтекателем может рассматриваться электрический, гидравлический или пневматический привод. Газоочистные установки разрабатываются в настоящее время с повышенной единичной мощностью по очищаемому газу. Например, в алюминиевом производстве на стадию мокрой очистки электролизного газа поступает 4249000 нм/ч. При большой единичной мощности скруббера-абсорбера Вентури по газу, не всегда можно подобрать стандартный привод перемещения нижней подвижной тарелки, работающий на перечисленных выше принципах. Цель предлагаемого устройства - упрощение механизма перемещения нижней подвижной тарелки.
В предлагаемом устройстве рассматривается альтернативный вариант перемещения нижней подвижной тарелки с обтекателем, основанный на законе Архимеда. Для достижения поставленной цели подвижная тарелка снабжена снизу пустотелым тонкостенным кольцевым цилиндром, размеры которого определяются расчетом, в зависимости от веса нижней подвижной профилированной тарелки, причем кольцевой цилиндр расположен коаксиально кольцевой емкости, которая заполнена до определенного уровня жидкостью и снабжена двумя управляемыми клапанами для изменения уровня жидкости в ней.
На фиг. 1 представлен эскиз предлагаемого скруббера-абсорбера Вентури.
Здесь: 1 - конфузор, 2 - первая горловина, 3 - первый диффузор, 4 - форсунка первого яруса орошения, 5 - вторая горловина, 6 - второй диффузор, 7 - форсунки второго яруса орошения, 8 - верхняя неподвижная профилированная тарелка, 9 - нижняя подвижная профилированная тарелка, 10 - обтекатель, 11 - лопасти криволинейные, 12 - пустотелый тонкостенный кольцевой цилиндр, 13 - крышка сборника, 14 - сборник орошающей жидкости, 15 - кольцевая емкость, 16 - система подачи орошения тарельчатой ступени, 17 - люк, 18 - штуцер выхода очищенного газа, 19 - управляемые клапаны изменения уровня в кольцевой емкости.
Работает скруббер-абсорбер Вентури следующим образом. Рассматривается случай одновременной очистки газа от пыли и абсорбции газообразных компонентов, когда газовая нагрузка на входе в аппарат снижается более чем на 15-20%.
Критическими сечениями, обеспечивающими достижение заданной степени очистки от пыли и абсорбции газов в аппарате в целом являются: первая горловина, вторая горловина и горловина, образованная верхней неподвижной и нижней подвижной профилированными тарелками. Выбор линейных скоростей газа в этих сечениях определяется многими факторами, в том числе: начальной концентрацией и дисперсным составом пыли, начальной концентрацией и растворимостью вредных компонентов газа, заданной степенью очистки, начальной температурой газа и др.
При переменной газовой нагрузке расчет проходных сечений аппарата проводится на оптимальный гидродинамический режим с учетом перечисленных выше факторов, например, на среднюю газовую нагрузку. При отклонении газовой нагрузки в пределах ±15% от номинальной, влияние это на эффективность работы аппарата незначительно и может быть компенсировано изменением плотности орошения на соответствующих ярусах орошения.
При существенном уменьшении газовой нагрузки, больше минус 25% от номинального, падают линейные скорости газа на первой 2 и второй 5 горловинах аппарата, падает и эффективность очистки газа от пыли и абсорбции газовых компонентов. Но одновременно снижается гидравлическое сопротивление аппарата в целом. Система управления, которая отслеживает падение гидравлического сопротивления аппарата, открывает клапан 19 на повышение уровня жидкости в кольцевой емкости 15, что приводит к перемещению подвижной профилированной тарелки вверх до момента, когда гидравлическое сопротивление аппарата в целом не достигнет заданного (оптимального). При этом поступление жидкости через клапан 19 прекращается. Уменьшение кольцевого зазора между неподвижной 8 и подвижной 9 профилированными тарелками приводит к возрастанию скорости по сравнению с номинальной (расчетной), а подача орошения через систему орошения тарельчатой ступени 16 компенсирует потери в эффективности от снижения скорости газа на первой 2 и второй 5 горловинах.
Практика эксплуатации газоочистных установок показывает, что, как правило, увеличение газовой нагрузки на установке предсказуемо и учитывается при проектировании. В случаи снижения газовой нагрузки на газоочистной установке понижается эффективность ее работы.
Скруббер-абсорбер Вентури с тремя ступенями позволяет использовать менее интенсивные гидродинамические режимы с меньшими потерями напора в каждой ступени, но с лучшей эффективностью очистки, чем в одноступенчатом скруббере Вентури.