СКУББЕР

Решение относится к технике мокрой очистки газа от жидких и газообразных вредных примесей и может быть использовано в химической, энергетической, пищевой и других отраслях промышленности, нуждающихся в очистке газов.
Известно устройство для очистки газа, включающее колонну, по оси которой установлена труба Вентури. Труба Вентури содержит конфузор, горловину, диффузор и каплеуловитель центробежного типа, обтекатель, расположенный в нижней части диффузора, и кольцевой лоток, прикрепленный к нижней части обтекателя и имеющий трубы вывода жидкости. Каплеуловитель установлен на расстоянии от стенки колонны, составляющем 0,1-0,25 диаметра колонны (авторское свидетельство СССР №578093, МПК B01D 47/10, 1977).
Недостатком данного устройства является повышенное содержание капель жидкости в выходном потоке воздуха.
Известен коагуляционно-центробежный мокрый пылеуловитель, включающий корпус, внутри которого расположена труба Вентури с разбрызгивающим соплом и закручивающим устройством. Закручивающее устройство выполнено в виде цилиндрического патрубка, снабженного спиральными лопастями на внешней и внутренней поверхностях. По оси устройства расположен рассекатель с конусом в нижней части, образующий с лопастями спиральные каналы (авторское свидетельство СССР №410799, МПК В01D 47/10, 1974).
Недостаток этого устройства заключается в малой эффективности сепарации капель жидкости и воздуха, вследствие чего очищенный газ повторно загрязняется.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является скруббер, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, снабженный входным и выходным патрубками в верхней части, вертикально расположенную в корпусе трубу Вентури с распылителем, центробежный каплеуловитель, размещенный под трубой Вентури, поворотную камеру со сливным патрубком, частично заполненную жидкостью и расположенную в нижней части корпуса. В средней части корпуса установлен дополнительный каплеуловитель в виде лопаточного завихрителя (патент РФ на изобретение №2027486, МПК В01D 47/10, 1995).
Данный скруббер хорошо очищает воздух от капель жидкости с тяжелыми загрязнениями, однако не обеспечивает надежной коагуляции мелкой пыли и кислых газов.
Технический результат состоит в повышении качества очистки газа.
Указанный технический результат достигается тем, что скруббер, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, снабженный входным и выходным патрубками в верхней части, трубу Вентури, расположенную вертикально внутри корпуса, соединенную с входным патрубком и снабженную распылителем, поворотную камеру со сливным патрубком, частично заполненную жидкостью и расположенную в нижней части корпуса, каплеуловитель, согласно решению, в корпусе расположен, по крайней мере, один завихритель, по крайней мере, один отбойник и, по крайней мере, одна форсунка, а каплеуловитель выполнен насадочного типа и расположен перед выходным патрубком.
Заявляемый скруббер поясняется чертежом, где:
1 - входной патрубок;
2 - конфузор;
3 - водяной насос;
4 - горловина;
5 - диффузор;
6 - поворотная камера;
7 - первый завихритель;
8 - первый отбойник;
9 - форсунка первого уровня;
10 - второй завихритель;
11 - второй отбойник;
12 - форсунка второго уровня;
13 - жидкостный насос;
14 - ребро;
15 - каплеуловитель;
16 - выходной патрубок;
17 - сливной патрубок;
18 - вентиль.
Скруббер содержит полый цилиндрический корпус-колонну, внутри которого расположена труба Вентури, состоящая из конфузора 2, диффузора 5 и соединяющей их горловины 4. Конфузор 2, расположенный в верхней части трубы Вентури, соединен с входным патрубком 1, проходящем через стенку колонны и предназначенным для подвода очищаемого газовоздушного потока. Внешняя поверхность конфузора снабжена ребрами 14, служащими для осаждения капель орошающей жидкости, а также для улучшения теплообмена. Внутри конфузора расположен распылитель воды, соединенный с водяным насосом 3. В верхней части корпуса-колонны расположен каплеуловитель 15, снабженный выходным патрубком 16 для вывода очищенного воздуха из скруббера. В центральной части корпуса-колонны расположены первая и вторая ступени очистки воздуха, каждая из которых соответственно содержит расположенные последовательно сверху вниз элементы: форсунки 9 и 12, отбойники 8 и 11, лопастные инерционные завихрители 7 и 10. Форсунки 9 и 10 предназначены для распыления щелочного раствора и соединены с жидкостным насосом 13 посредством трубопроводов, снабженных запорными вентилями 18. В нижней части скруббера расположена поворотная камера 6, частично заполненная жидкостью, снабженная сливным патрубком 17.
Скруббер работает следующим образом. Загрязненный газовоздушный поток через входной патрубок 1 поступает в конфузор 2 трубы Вентури, куда для его обильного орошения под действием насоса 3 через распылитель поступает вода, происходит измельчение капель воды и перемешивание с газовоздушным потоком с образованием газожидкостной смеси. Из конфузора поток поступает в горловину 4, при прохождении через которую скорость потока загрязненной газожидкостной смеси возрастает, увеличивая интенсивность перемешивания воды и воздуха. Из горловины поток поступает в диффузор 5 трубы Вентури, где происходит коагуляция капель воды с пылью, находящейся в загрязненном воздухе. Коагулированные частицы выходят из диффузора вместе с воздушным потоком и попадают в поворотную камеру 6, в которой газовоздушный поток разворачивается на 180 градусов. Тяжелые коагулированные пылинки не успевают изменить направление своего движения, ударяются о поверхность воды, находящейся в камере, и остаются в ней.
Прошедший предварительную очистку воздушный поток из поворотной камеры поступает на первую ступень очистки воздуха - проходит через лопастной инерционный завихритель 7, а затем через кольцевой канал, образованный отбойником 8 и корпусом-колонной скруббера. Сверху на отбойник из форсунок 9 под действием насоса 13 поступает жидкость, представляющая собой водный раствор щелочи. Встречные газовоздушный и жидкостный потоки образуют обильную пену с большой поверхностью массообмена и массопереноса, что способствует высокой степени очистки от взвешенных и абсорбции кислых газов, при наличии таковых в потоке. После первой ступени очистки газовоздушный поток поступает на вторую: проходит через завихритель 10, затем через кольцевой канал, образованный отбойником 11 и корпусом скруббера и аналогично орошается жидкостью из форсунок 12 под давлением насоса 13. Расход орошающей жидкости на первой и второй ступенях очистки, выходящей из форсунок 9 и 12 первого и второго уровня соответственно, регулируют с помощью вентилей 18. Над завихрителем 10 и отбойником 11 расположена свободная зона для оседания пены и освобождения газовоздушного потока от капель орошающей жидкости. Мелкие капли орошающей жидкости оседают как на стенках скруббера, так и на лопастях наружного оребрения конфузора трубы Вентури 14, окончательно газовоздушный поток очищается от капель в каплеуловителе 15 насадочного типа, после чего, очищенным покидает скруббер через выходной патрубок 16. Орошающую жидкость с уловленными взвешенными частицами (пылью) и абсорбированными кислыми газами, накопленную в поворотной камере 6, удаляют через сливной патрубок 17.
Заявляемый скруббер является компактным в связи с объединением в одном корпусе коагуляционного очистителя (трубы Вентури), инерционного очистителя (поворотной камеры с жидкостью) и адсорбционного очистителя (две ступени очистки при помощи щелочной пены). Он обеспечивает высокую степень очистки даже на низких скоростях газовоздушных потоков, а также позволяет применять различные типы очищающих жидкостей - воду для коагуляции пыли в трубе Вентури и водный раствор щелочи для абсорбции кислых газов на завихрителях и отбойниках.
В случае очистки горячих газов ребра 14, расположенные на конфузоре, выполняют роль охладителей, в этом случае в поворотную камеру поступает уже кондиционированный газовоздушный поток, обеспечивая тем самым стабильную работу. Наличие лопастей наружного оребрения конфузора трубы Вентури интенсифицирует процесс охлаждения поступающего газовоздушного потока и в тоже время удаляет капельную влагу из газовоздушного потока, покидающего скруббер.
Регулирование подачи жидкости от насоса 13 к форсункам 9 и 12 при помощи вентилей 18 обеспечивает возможность перераспределения потоков орошающей жидкости между первой и второй ступенями для получения повышенной абсорбции кислых газов.
При отсутствии необходимости очистки газовоздушного потока от кислых газов, в качестве орошающей жидкости можно использовать только техническую воду, подаваемую одним единственным насосом.
Возможно выполнение скруббера с одной ступенью очистки. В этом случае в центральной части корпуса-колонны с внешней стороны трубы Вентури расположены последовательно сверху вниз следующие элементы: один ряд форсунок (по крайней мере одна форсунка), отбойник, лопастной инерционный завихритель.