УСТАНОВКА ДЛЯ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для мокрой очистки загрязненных газовых смесей от механических и вредных газовых примесей, и может быть использована в химической, энергетической, горнодобывающей, металлургической и других отраслях промышленности.
Известно устройство мокрой очистки запыленного газа (патент РФ на изобретение №144633, дата приоритета 10.01.2014 г., дата публикации 27.08.2014 г. в бюл. №24, класс МПК B01D 47/14), содержащее корпус с патрубками для загрязненного и очищенного газа, опорную решетку, на которой расположена насадка, на внутренней поверхности корпуса установлены завихряющие элементы, представляющие собой перфорированные пластины, расположенные между насадкой и шламоотводом, при этом корпус в своем объеме дополнительно содержит сепарационно-фильтрационный модуль, расположенный между оросительным устройством и патрубком для очищенного газа.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции, заключающаяся в использовании завихряющих элементов в виде перфорированных пластин и сепарационно-фильтрационного модуля неизвестной конструкции. Кроме того, в составе известного устройства отсутствуют элементы автоматики, обеспечивающие надежную и эффективную газоочистку.
За прототип заявляемой полезной модели принято устройство для мокрой очистки газов (патент РФ на полезную модель №167822, дата приоритета 11.10.2016 г., дата публикации 10.11.2017 г. в бюл. №1, класс МПК B01D 47/04, B01D 47/02), содержащее прямоугольный корпус, входной и выходной патрубки, распылительную решетку в нижней части корпуса, поддон, расположенный ниже распылительной решетки, устройство подачи жидкости над распылительной решеткой, сепаратор в верхней части корпуса, выполненный в виде полой цилиндрической трубы со сливными трубками, соединенной в ее нижней части с конусообразным завихрителем с равномерно жестко закрепленными на его боковой поверхности тангенциально направленными завихряющими лопатками. Боковые поверхности ячеек распылительной решетки образованы усеченными прямоугольными трапециями, большие основания которых примыкают к меньшим основаниям, а верхняя щелевидная поверхность ячеек образована соединенными в вершинах треугольниками, основаниями которых служат наклонные стороны усеченных прямоугольных трапеций. Распылительная решетка может быть выполнена многоступенчатой.
Недостатком прототипа является сложная конструкция сепаратора, выполняющего функцию каплеуловителя, требующая повышенную точность изготовления деталей, которая необходима для обеспечения эффективного каплеулавливания. Также недостатком прототипа является сложная конструкция распылительной решетки, необходимая для обеспечения эффективной газоочистки. Требуются высокие материалоемкость и трудозатраты на изготовление сепаратора и распылительной решетки. Кроме того, в составе прототипа отсутствуют элементы автоматики, обеспечивающие надежную, долговечную и эффективную газоочистку.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции и повышение надежности, долговечности и эффективности работы заявляемой установки для мокрой очистки газов.
Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемой установке для мокрой очистки газов, содержащей корпус, входной и выходной патрубки, распылительную решетку в нижней части корпуса, поддон, расположенный ниже распылительной решетки, устройство подачи жидкости над распылительной решеткой, каплеуловитель в верхней части корпуса, согласно заявляемой полезной модели, распылительная решетка выполнена в виде не менее одной провальной тарелки, ниже распылительной решетки размещен завихряющий элемент, размеры которого меньше внутренних размеров корпуса в плане и больше внешних размеров входного патрубка в плане, каплеуловитель выполнен в виде не менее одного сетчатого отбойника из гофрированного рукава, расположенного под углом к горизонтали. Завихряющий элемент может быть выполнен в виде металлического листа. В заявляемую установку дополнительно включен датчик контроля расхода жидкости. Кроме того, в заявляемую установку дополнительно включен датчик контроля выхода в рабочий режим.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. показан схематично вид сбоку заявляемой установки, стрелками показано направление движения потока загрязненной газовой смеси.
Заявляемая установка состоит из корпуса 1, входного патрубка 2, выходного патрубка 3, распылительной решетки 4 в нижней части корпуса 1, поддона 5, расположенного ниже распылительной решетки 4, устройства 6 подачи жидкости над распылительной решеткой 4, каплеуловителя 7 в верхней части корпуса 1, завихряющего элемента 8, вентилятора 9, выхлопного патрубка 10.
Устройство 6 подачи жидкости соединено с трубопроводом 11 подачи жидкости, который соединен с источником жидкости/водоснабжения (на фиг. не показан) напрямую или через дозатор 12. В качестве источника жидкости/водоснабжения может быть применен отстойник при замкнутой (оборотной) схеме водоснабжения. Для слива отработанной жидкости и шлама применен сливной трубопровод 13, который соединен с системой отведения или отстойником при замкнутой (оборотной) схеме водоснабжения.
Распылительная решетка 4 выполнена в виде не менее одной провальной тарелки, которая может быть дырчатой или щелевой.
Конструкция и геометрические размеры провальных тарелок приведены в Справочнике по пыле- и золоулавливанию/ М.И. Биргер, А.Ю. Вальберг, Б.И. Мягков и др.; под общ. ред. А.А. Русанова. - 2-е изд., пераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 312 с., ил. Под действием разряжения, создаваемого вентилятором 9, загрязненная газовая смесь проходит через распылительную решетку 4 снизу вверх, а орошающую жидкость под давлением подают на нее сверху из устройства 6 подачи жидкости. В результате смешивания потока загрязненной газовой смеси и жидкости формируется взвешенный воздушно-капельный («кипящий») слой 15, обеспечивающий эффективную промывку газовой смеси за счет интенсивного смачивания механических примесей и/или растворения в орошающей жидкости вредных газовых примесей. Отработанная жидкость вместе с примесями проваливается через распылительную решетку 4 в поддон 5 и стекает в сливной трубопровод 13. Количество и площадь провальных тарелок зависит от совокупности объемного расхода вентилятора 9 и расхода жидкости, которые обеспечивают наиболее эффективную газоочистку, что определяют опытным путем.
Завихряющий элемент 8 имеет размеры меньше внутренних размеров корпуса в плане и больше внешних размеров входного патрубка в плане. Завихряющий элемент 8 может быть выполнен в виде металлического листа или иметь другие материал и конструкцию, перекрывающую сечение входного патрубка в плане. Завихряющий элемент 8 крепят к входному патрубку 2 с помощью конструкций 14. Завихряющий элемент 8 обеспечивает турбулизацию восходящего потока загрязненной газовой смеси и отсеивание крупных включений, присутствующих в ней, а также предотвращает попадание отработанной жидкости во входной патрубок 2. После отражения от завихряющего элемента 8 поток загрязненной газовой смеси турбулизируется и обтекает завихряющий элемент 8 со всех сторон, а не проходит на распылительную решетку 4 напрямую, что предотвращает попадание крупных включений во взвешенный воздушно-капельный («кипящий») слой 15 и увеличивает эффективность газоочистки. Кроме того, использование завихряющего элемента 8 обеспечивает возможность подачи загрязненной газовой смеси в заявляемую установку снизу вверх через входной патрубок 2, что снижает габаритные размеры заявляемой установки по сравнению с прототипом.
Из уровня техники известен сетчатый отбойник (см. АТК 24.202.12-90), применяемый для сепарации уносимой жидкости из потока газа (пара). В качестве сепарирующей насадки используют сетчатый гофрированный рукав, который укладывают горизонтально в многослойный пакет, ограниченный кассетой из уголка или полосы. Известны сетчатые каплеуловители, в которых сетчатый гофрированный рукав размещают под углом к горизонтали (патент РФ на полезную модель №8628, дата приоритета 12.01.1998 г., дата публикации 16.12.1998 г., класс МПК 01D 45/00 (1995.01), патент РФ на полезную модель №38636, дата приоритета 15.03.2004 г., дата публикации 10.07.2004 г. в бюл. №19, класс МПК B01D 45/00 (2000.01)). Размещение сетчатого гофрированного рукава под углом горизонтали увеличивает поверхность сепарации, обеспечивает организованный сток отведенной жидкости и повышает тем самым эффективность каплеулавливания. При этом в известных сетчатых каплеуловителях принцип укладки сетчатого рукава в многослойный пакет, обеспечение сложной формы этого пакета и изготовление дополнительных элементов усложняют конструкцию, повышают металлоемкость и трудоемкость изготовления. В заявляемой установке каплеуловитель 7 выполнен в виде не менее одного сетчатого отбойника из гофрированного рукава, расположенного под углом к горизонтали. Количество сетчатых отбойников определяется размерами корпуса 1 заявляемой установки и выбранной технологией их изготовления. Каплеуловитель 7 имеет простую широкоизвестную конструкцию, при этом эффективно отводит жидкость из потока газовой смеси.
Распылительная решетка 4 в виде не менее одной провальной тарелки, завихряющий элемент 8 и каплеуловитель 7 имеют простую конструкцию, не трудоемки в изготовлении, понижают металлоемкость и габаритные размеры заявляемой установки, при этом совместно обеспечивают эффективную газоочистку и последующее каплеулавливание в широком диапазоне объемного расхода загрязненной газовой смеси, что доказано многочисленными испытаниями.
В заявляемую установку включен датчик контроля расхода жидкости, в качестве которого могут быть применены любые из известных приборов для определения расхода, в том числе диафрагма с датчиком 16 давления или уровнемер 17 в дозаторе 12. При достижении требуемого расхода жидкости, определяемого датчиком контроля расхода жидкости, напрямую или через контроллер передается сигнал на включение вентилятора 9. То есть, датчик контроля расхода жидкости предназначен для предотвращения попадания загрязненной газовой смеси в каплеуловитель 7 и вентилятор 9, что защищает их от загрязнения, тем самым повышает их надежность и долговечность.
В заявляемую установку включен датчик контроля выхода в рабочий режим, свидетельствующий о создании взвешенного воздушно-капельного («кипящего») слоя 15 с параметрами, которые обеспечивают наиболее эффективную очистку загрязненной газовой смеси. В качестве датчика контроля выхода в рабочий режим может быть использовано реле времени с задержкой на включение, соответствующей времени выхода заявляемой установки в рабочий режим, датчик 18 разряжения, контролирующий разряжение после взвешенного воздушно-капельного («кипящего») слоя 15, или датчик 19 уровня, контролирующий уровень воздушно-капельного («кипящего») слоя 15. По показаниям данного датчика обеспечивают возможность включения/выключения промышленного оборудования, являющегося источником загрязненной газовой смеси. То есть, датчик контроля выхода в рабочий режим предназначен для предотвращения включения источника загрязненной газовой смеси без наличия воздушно-капельного («кипящего») слоя 15, обеспечивающего наиболее эффективную очистку загрязненной газовой смеси. Без датчика выхода в рабочий режим загрязненная газовая смесь, подаваемая из источника, будет неэффективно очищаться от примесей, так как еще не создан воздушно-капельный («кипящий») слой 15, обеспечивающий наиболее эффективную газоочистку.
При необходимости очистки загрязненной газовой смеси от вредных газовых примесей в подаваемую жидкость добавляют химические примеси (реагенты).
Для контроля и очистки внутренней полости заявляемой установки в корпусе 1 и поддоне 5 предусмотрены технологические окна 20.
Заявляемая установка работает следующим образом. Из источника жидкости/водоснабжения (на фиг. не показан) напрямую или через дозатор 12 по трубопроводу 11 подачи жидкости подают жидкость в устройство 6 подачи жидкости. При достижении требуемого расхода жидкости, определяемого датчиком контроля расхода жидкости, например, по показаниям датчика 16 давления с диафрагмой или уровнемера 17 в дозаторе 12, напрямую или через контроллер передается сигнал на включение вентилятора 9.
Под действием разряжения, создаваемого вентилятором 9, еще не загрязненный воздух поступает через входной патрубок 2 и упирается в завихряющий элемент 8, отражается от него, турбулизируется и обтекает его со всех сторон. Далее воздух проходит через распылительную решетку 4, которая выполнена в виде не менее одной провальной тарелки, а орошающую жидкость под давлением подают на нее сверху из устройства 6 подачи жидкости. В результате смешивания потока воздуха и жидкости формируется взвешенный воздушно-капельный («кипящий») слой 15, удерживаемый над распылительной решеткой 4 балансом сил аэродинамического напора воздуха и давления жидкости, подаваемой из устройства 6 подачи жидкости.
Насыщенный жидкостью воздух проходит через каплеуловитель 7, выполненный в виде не менее одного сетчатого отбойника из гофрированного рукава, расположенного под углом к горизонтали. Каплеуловитель 7 эффективно отводит жидкость из потока воздуха, который проходит через выходной патрубок 3, вентилятор 9 и выходит из заявляемой установки по выхлопному патрубку 10. Отработанная жидкость, подаваемая из устройства 6 подачи жидкости и отделяемая в каплеуловителе 7, проваливается через распылительную решетку 4 в поддон 5 и стекает через сливной трубопровод 13 в систему отведения или отстойник при замкнутой (оборотной) схеме водоснабжения.
При создании взвешенного воздушно-капельного («кипящего») слоя 15 с параметрами, обеспечивающими наиболее эффективную очистку загрязненной газовой смеси, о чем свидетельствует датчик контроля выхода в рабочий режим (реле времени, датчик 18 разряжения или датчик 19 уровня), напрямую или через контроллер передается сигнал на включение промышленного оборудования, являющегося источником загрязненной газовой смеси.
Под действием разряжения, создаваемого вентилятором 9, загрязненная газовая смесь поступает через входной патрубок 2 и упирается в завихряющий элемент 8, где при отражении отсеиваются крупные включения. Загрязненная газовая смесь турбулизируется, обтекает завихряющий элемент 8 со всех сторон и проходит через распылительную решетку 4, где эффективно очищается от механических и/или вредных газовых примесей во взвешенном воздушно-капельном («кипящем») слое 15. Очищенная от примесей, но насыщенная жидкостью газовая смесь проходит через каплеуловитель 7, который эффективно отводит жидкость. Далее очищенная газовая смесь проходит через выходной патрубок 3, вентилятор 9 и выходит из заявляемой установки по выхлопному патрубку 10.
Из каплеуловителя 7 отведенная жидкость по направляющим, ограничивающим сетчатые отбойники, расположенные под углом к горизонтали, организованно стекает обратно во взвешенный воздушно-капельный («кипящий») слой 15. Отработанная загрязненная жидкость проваливается сквозь распылительную решетку 4 и попадает в поддон 5, из которого вытекает вместе с механическими и вредными газовыми примесями через сливной трубопровод 13 в систему отведения или отстойник при замкнутой (оборотной) схеме водоснабжения. Для контроля и дополнительной очистки внутренней полости заявляемой установки от шлама используют технологические окна 20, при необходимости заменяют поддон 5.
Использование датчика контроля расхода жидкости предотвращает возможность попадания загрязненной газовой смеси в каплеуловитель 7 и вентилятор 9 без наличия жидкости в заявляемой установке с расходом, необходимым для создания взвешенного воздушно-капельного («кипящего») слоя 15, тем самым повышает надежность и долговечность заявляемой установки.
Использование датчика контроля выхода в рабочий режим предотвращает возможность подачи загрязненной газовой смеси из промышленного оборудования, являющегося ее источником, без наличия взвешенного воздушно-капельного («кипящего») слоя 15 с параметрами, которые обеспечивают наиболее эффективную очистку загрязненной газовой смеси. Применение датчика контроля выхода в рабочий режим в заявляемой установке повышает эффективность очистки загрязненной газовой смеси.
Таким образом, заявляемая установка имеет простую конструкцию, пониженные металлоемкость, габаритные размеры и трудозатраты при изготовлении, надежно, долговечно и эффективно выполняет функции очистки загрязненной газовой смеси от механических и вредных газовых примесей и последующего отделения жидкости. Надежность и эффективность заявляемой установки подтверждена результатами многочисленных испытаний и эксплуатацией в промышленных условиях.