БАТАРЕЙНЫЙ ЭМУЛЬГАТОР

Полезная модель относится к технике мокрой очистки дымовых газов от твердых, жидких и токсичных газообразных включений, а именно, к батарейным эмульгаторам II поколения, и может быть использована в энергетике, металлургии, химической и других отраслях промышленности.
Принцип работы батарейных эмульгаторов основан на высокоэффективном тепломассообмене между восходящим потоком закрученных в лопаточных аппаратах завихрителей дымовых газов и подаваемой противотоком жидкостью с образованием вихревого эмульсионного слоя, в котором и происходит эффективная очистка газов (т.н. режим инверсии фаз).
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для улавливания токсичных веществ из газообразных выбросов (патент RU 2104752, B01D 47/04, опубл. 20.02.1998).
Устройство состоит из корпуса, который содержит параллельно установленные орошаемые насадки, подводящего и отводящего газоходов, сборного бункера с гидрозатвором, каплеуловителя, узла орошения, включающего коллектор и дозаторы жидкости. Насадки имеют вид параллелепипедов с установленными в нижней части каждого из них четырех лопастей для закрутки дымовых газов. Лопасти имеют форму тупоугольных треугольников, тупые углы которых вписаны в двугранные углы параллелепипеда, а середины противолежащих сторон касаются друг друга в одной точке, лежащей на оси параллелепипеда. В стенках насадки непосредственно над лопастями выполнены проходные окна для перетоков орошающей жидкости.
Недостатком данного устройства является неравномерное орошение насадок, обусловленное конструкцией узла орошения, при которой жидкость, поступая из дозатора в одну из насадок, должна заполнить через проходные окна остальные насадки с некоторым запозданием. В результате не происходит равномерного заполнения водозольной суспензией всех насадок, причем в некоторые из них вода вообще не доходит, что ведет к проходу неочищенных дымовых газов через эти насадки, а в дальнейшем к их зарастанию (на 100%) золой, что значительно повышает нагрузку на «рабочие» насадки. Все перечисленное приводит к снижению качества очистки дымовых газов, увеличению аэродинамического сопротивления, к аварийным остановкам и уменьшению периода эксплуатации.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание батарейного эмульгатора, обеспечивающего его надежную работу.
Технический результат - повышение надежности работы батарейного эмульгатора.
Для решения поставленной задачи и достижения технического в батарейном эмульгаторе, содержащем корпус с установленным в нем завихрителем, состоящим из орошаемых насадок в виде параллелепипедов с установленными в нижней части каждого из них четырьмя лопастями в виде тупоугольных треугольников, тупые углы которых вписаны в двугранные углы параллелепипедов, а середины противолежащих сторон касаются друг друга в одной точке, лежащей на оси параллелепипедов, патрубки ввода и вывода газов, узел орошения, включающий коллектор, каплеуловитель и сборный бункер с гидрозатвором, согласно полезной модели, завихритель снабжен водораспределительными стаканами, врезанными в верхнюю часть каждых четырех насадок на пересечении их граней, стаканы имеют отверстия в каждую насадку, а коллектор узла орошения выполнен замкнутым, установлен по всему периметру корпуса, при этом, патрубок ввода газов снабжен козырьками, количество которых, по меньшей мере, три, а над каплеуловителем установлено отбойное кольцо.
При этом рабочая поверхность лопаток каплеуловителя установлена под углом к горизонтали, а их выходная поверхность выполнена закругленной.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 схематично представлен батарейный эмульгатор.
В качестве рабочей жидкости используется вода.
Устройство содержит корпус 1, патрубок ввода газов 2, патрубок вывода газов 3, завихритель 4, коллектор 5 узла орошения, лопастной каплеуловитель 6, сборный бункер с гидрозатвором 7, водораспределительные стаканы 8, козырьки 9 патрубка ввода газов, отбойное кольцо 10, водораспределительные трубы 11.
На фиг.2 представлен разрез А-А, поясняющий устройство завихрителя 4 и узла орошения, состоящего из коллектора 5, водораспределительных труб 11 и водораспределительных стаканов 8.
Установленный в корпусе 1 завихритель 4 состоит из блока параллельно установленных орошаемых насадок, имеющих вид параллелепипедов с установленными в нижней части каждого из них четырех лопастей 12 для закрутки дымовых газов. Лопасти имеют форму тупоугольных треугольников, тупые углы которых вписаны в двугранные углы параллелепипеда, а середины противолежащих сторон касаются друг друга в одной точке, лежащей на оси параллелепипеда. В стенках насадки непосредственно над лопастями выполнены проходные окна (рисунке не показаны). В верхней части каждой из четырех насадок, на пересечении их граней, установлен водораспределительный стакан 8, в котором имеются отверстия в каждую насадку (на фиг. не показаны). Вокруг корпуса 1 по всему его периметру установлен коллектор 5 узла орошения. Коллектор 5 выполнен замкнутым и соединен с водораспределительными трубами 11, расположенными над водораспределительными стаканами 8 и имеющими отверстия (на фиг. не показаны) над последними. Подвод воды в узел орошения производится с двух противоположных сторон корпуса (обозначено стрелками на фиг.2. Предложенное устройство узла орошения обеспечивает равномерное орошению всех насадок завихрителя, что повышает качество очистки дымовых газов и исключает ускоренное заиливание (зарастание) отдельных насадок водозольной суспензией, и как следствие ведет к снижению количества неплановых остановок работы эмульгатора и увеличению периода его эксплуатации (межремонтного периода). Кроме этого, распределение воды через водораспределительные трубы и стаканы позволяет значительно увеличить диаметр водораздающих отверстий, что позволяет повторно использовать отработанную «грязную» воду без опасности засорения этих отверстий, и тем самым снизить затраты на процесс очистки дымовых газов.
Таким образом, предложенное техническое решение повышает надежность работы батарейного эмульгатора и его эффективность.
Над завихрителем 4 расположен лопастной каплеуловитель 6, в верхней части которого установлено отбойное кольцо 10, способствующее накоплению несепарированных каплеуловителем водяных капель и их сливу через лопатки каплеуловителя для участия в процессе очистки газов, что дополнительно повышает качество очистки газов и позволяет снизить неизбежные технологически потери воды, а, значит, и затраты на процесс очистки дымовых газов, что ведет к повышению эффективности работы батарейного эмульгатора.
К корпусу 1 примыкают два патрубка: патрубок 2 для ввода дымовых газов (входной патрубок) в нижней части корпуса и патрубок 3 для вывода очищенных газов (выходной патрубок) в верхней части корпуса. В патрубке 2 для ввода дымовых газов установлено в различных плоскостях, по меньшей мере, три козырька 9, которые предотвращают занос во входной патрубок водозольной суспензии, образующейся в процессе очистки дымовых газов и вытекающей из орошаемых насадок завихрителя 4. Тем самым не допускается повторное попадание уже влажных частиц золы в поток дымовых газов, предназначенных для очистки, что повышает эффективность работы батарейного эмульгатора.
К корпусу 1 в нижней его части примыкает сборный бункер с гидрозатвором 7 для слива отработанной жидкости (пульпы).
Таким образом, предлагаемая полезная модель выполняет поставленную техническую задачу и имеет в качестве технического результата повышение надежности и эффективности работы батарейного эмульгатора.
Батарейный эмульгатор работает следующим образом.
Дымовые газы поступают через патрубок ввода газов 2 в нижнюю часть корпуса 1 и входят в параллельно расположенные орошаемые насадки завихрителя 4, где они интенсивно закручиваются лопастями 12 для закрутки дымовых газов.
Орошающая жидкость в виде воды подается в коллектор 5, откуда она поступает в водораспределительные трубы 11, а из отверстий труб - в водораспределительные стаканы 8, и, далее, через отверстия в стаканах в каждую насадку. При взаимодействии воды с вращающимся газовым потоком происходит образование пенного вращающегося слоя, который накапливается над лопастями. Вращение этого слоя способствует его турбулизации, при этом повышается межфазная контактная поверхность и ее обновляемость. В слое пены с высокоразвитой поверхностью улавливаются мелкие частицы золы, оставшиеся после прохождения газового потока через лопасти насадок завихрителя.
Отработанная жидкость с уловленной золой (пульпа) сливается через лопасти 12 насадок завихрителя 4 в золосмывной аппарат (на фиг.1 не показан), через который поступает в сборный бункер с гидрозатвором 7.
Дымовые газы после очистки в эмульсионном слое поступают в лопастной каплеуловитель 6, где потерявшие вращательную скорость газы дополнительно закручиваются для сепарации водяных капель из дымовых газов, а оставшиеся на выходе из каплеуловителя несепарированные водяные капли собираются под отбойным кольцом 10 и сливаются через лопасти каплеуловителя для дальнейшего участия в процессе очистки газов.
Использование данного батарейного эмульгатора обеспечивает:
- высокую надежность работы за счет исключения ускоренного заиливания (зарастания) отдельных насадок водозольной суспензией, что, в свою очередь, снижает количество неплановых остановок батарейного эмульгатора и увеличивает период его эксплуатации;
- повышение качества очистки дымовых газов;
- повышение экономичности за счет снижения затрат на процесс очистки дымовых газов благодаря предложенному узлу орошения, состоящего из коллектора, водораспределительных труб и водораспределительных стаканов, а также установке в верхней части каплеуловителя 6 отбойного кольца 10;